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?孟躍中/肖敏EnSM：基于無溶劑技術(shù)制備的超長壽命和超薄準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)

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?孟躍中/肖敏EnSM：基于無溶劑技術(shù)制備的超長壽命和超薄準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)
由于有機(jī)溶劑的過度消耗和環(huán)境保護(hù)協(xié)議的加強(qiáng)，有必要開發(fā)理想的方法來加工固態(tài)電解質(zhì)。
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圖1. 所得QPE膜的表征
中山大學(xué)孟躍中、肖敏等報(bào)告了一種全無溶劑的方法來制備低成本、可回收、柔性、超薄和高離子傳導(dǎo)率的準(zhǔn)固態(tài)聚合物電解質(zhì)（QPE）膜，這是一種5μm厚的PE隔膜，里面填充有聚醚-嵌段-聚酰胺（PEO-b-PA6）/LiTFSI/四乙二醇二甲醚（TEGDME）（PPLT），可用于安全的鋰金屬電池。具有超分子氫鍵的PEO-b-PA6的自融合特性保證了即使在極端變形和無溶劑加工過程的裂縫中也能有親密和完美的界面。
超薄的PE隔膜具有很強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，即使在超過1200小時(shí)的循環(huán)后也能防止電池短路，而且只需添加25wt%的TEGDME作為增塑劑，PPLT的離子電導(dǎo)率在30℃時(shí)就能達(dá)到1.02*10-4 S cm-1。
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圖2. 半電池性能
結(jié)果，采用PPLT作為電解質(zhì)的LFP/Li電池在28℃和1C下循環(huán)700次后，表現(xiàn)出優(yōu)異的可逆容量為116 mAh g-1。此外，使用PPLT的聚合物軟包電池在0.2C下循環(huán)200次后，實(shí)現(xiàn)了124.9 mAh g-1的高可逆容量，并且表現(xiàn)出了良好的柔性和令人印象深刻的安全性。
另外，需要指出的是，這種無溶劑制膜工藝和這種QPE的出色電化學(xué)性能可以進(jìn)一步提供給其他室溫可充固態(tài)鋰金屬電池，并開啟安全、低碳的綠色高能固態(tài)電池。
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圖3. 全電池性能
Ultra-Long-Life and Ultrathin Quasi-solid Electrolytes Fabricated by Solvent-free Technology for Safe Lithium Metal Batteries. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.03.012

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