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?上交尚文/鄧濤AFM:液態金屬-彈性體密封件用于可拉伸有機電解質鋰離子電池

?上交尚文/鄧濤AFM:液態金屬-彈性體密封件用于可拉伸有機電解質鋰離子電池
可穿戴電子產品的快速發展需要可拉伸電池。有機電解質基鋰離子電池(LIBs)具有能量密度高、工作電壓范圍寬的優點,在電力市場上占有很大的份額。由于對水分和氧氣的高敏感性,當它們直接暴露于空氣中時,很難獲得長期可靠的基于可拉伸有機電解質的LIBs。
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在此,上海交通大學尚文,鄧濤等人得益于液態金屬(LM)卓越的氣體不滲透性和聚異丁烯(PIB)對反應性酸性氣體分子相對良好的阻隔性能,LM-PIB密封被證明適用于基于有機電解質的LIBs。在密封中,LM可以防止氧氣和水蒸氣的向內滲透,PIB可以阻止基于有機電解質的LIBs操作過程中副反應產生的水解酸的向外滲透,這有助于防止水解酸和LM之間的有害相互作用。
?上交尚文/鄧濤AFM:液態金屬-彈性體密封件用于可拉伸有機電解質鋰離子電池
圖1. 不同可拉伸有機電解質基 LIB 的密封性能
總之,該工作利用LM優異的氣密性和低楊氏模量以及PIB相對良好的酸性氣體阻隔性等優點,展示了用于可拉伸有機電解質基LIB的穩定LM-PIB密封。該密封件實現了 2.7-4.1 V 的寬工作電壓區間和 120 mAh g?1 的較高比容量。
本文采用LM-PIB密封,有機電解質基鋰離子電池表現出穩定的性能,40次循環后容量仍保持在92.64%,并且在不同變形循環下也表現出穩定的運行。通過在氧化鎳/石墨體系中加入保護性添加劑,可以進一步提高容量保持能力。因此,LM-PIB 密封件的性能為未來穩定的可拉伸有機電解質電池提供了有希望的方向。
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圖2. 可拉伸有機電解質鋰離子電池的應用
Liquid Metal–Elastomer Seals for Stretchable Organic Electrolyte-Based Lithium-Ion Batteries, Advanced Functional Materials 2023 DOI: 10.1002/adfm.202309861

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