新型固態聚合物電解質開發進展之一: 室溫PEO基聚合物電解質
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東北師范大學謝海明等設計一種簡便的紫外衍生原位雙反應制備柔性聚環氧乙烷(PEO)基固體聚合物電解質。通過與四乙二醇二甲醚(TEGDME)交聯于PEO的無定形區域并且引入四甘醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA)低聚物,作者獲得高離子電導率(2.7×10-4 S cm-1,24 ℃),高機械強度的固體電解質。制得的固體電解質具有優良的電化學性能,電化學穩定窗口大于5 V,界面電阻較低。通過對電池的恒電流循環研究,作者進一步證明了固體電解質表現出優異的循環性能,同時固體電解質還可以抑制鋰枝晶的生長。
對稱電池的極化隨時間的變化,在0.05和0.1 mA cm-2下,測試期間觀察到穩定的電壓分布,低過電位小于0.5 V,無短路。在0.2 mA cm-2時,充電過程中的過電位急劇增加,可能出現短路現象,表明已達到臨界電流密度。然而,在本工作中,當電流密度再次降低時,電位呈現出可逆的趨勢。該結果說明過電位主要是由于PTT-SPE膜的動力學有限,在環境溫度下大電流密度下引起電池極化。在接下來的恒電流循環過程中,電池即使在400 h后也能提供一個穩定的電壓平臺,顯示了鋰枝晶抑制的高度可逆性和可行性。
(Cross-linking network based on Poly(ethylene oxide): Solid polymer electrolyte for room temperature lithium battery, Journal of Power Sources)