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Goodenough&李玉濤等Angew: 用于全固態(tài)鋰金屬電池的Li2S6集成PEO基聚合物電解質(zhì)

基于聚環(huán)氧乙烷（PEO）的復(fù)合聚合物電解質(zhì)（CPE）通常具有高度的結(jié)晶體積，并且在室溫下電導(dǎo)率低、枝晶滲透聚合物的臨界電流密度小等都阻礙了它們在全固態(tài)鋰電池 (ASSLB) 中的商業(yè)可行性。

美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校John B. Goodenough教授、李玉濤博士等人評估了 Li₂S₆作為PEO基CPE的添加劑。Li₂S₆在基于聚環(huán)氧乙烷 (PEO) 的聚合物電解質(zhì)中的集成被證明可以提高聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率，因?yàn)閬碜訪i₂S₆的 O^2-_(PEO)和Li⁺之間的強(qiáng)相互作用減少了PEO中的結(jié)晶體積。

Li/電解質(zhì)界面通過Li₂S₆與鋰金屬之間的反應(yīng)原位形成超薄Li₂S/Li₂S₂層來穩(wěn)定，這增強(qiáng)了界面處的離子傳輸并抑制了鋰枝晶生長。

具有Li₂S₆集成復(fù)合電解質(zhì)的對稱 Li/Li電池具有優(yōu)異的循環(huán)性能和0.9 mA cm^-2的高臨界電流密度。全固態(tài) Li/LiFePO₄和高壓Li/LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂電池在40 °C下表現(xiàn)出出色的電化學(xué)性能。

圖1. 四種感興趣的濺射體的TOF-SIMS深度剖面和三維重建

圖2. 40℃下全固態(tài)電池的電化學(xué)性能

Li₂S₆-Integrated PEO-Based Polymer Electrolytes for All-Solid-State Lithium-Metal Batteries. Angewandte Chemie International Edition. 2021. DOI: 10.1002/anie.202106039

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