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研究概述

在聚偏二氟乙烯（PVDF）基固態聚合物電解質（SPE）中，低鹽解離和不穩定的[Li(N,N-二甲基甲酰胺(DMF))_x]⁺溶劑結構顯著限制了高通量離子傳輸和界面穩定性。

基于此，2024年11月12日，香港城市大學支春義教授/呂海明研究助理教授在國際期刊Energy & Environmental Science發表題為《Salt Dissociation and Localized High-concentration Solvation by Interface of Fluorinated Gel and Polymer Solid Electrolyte》的研究論文。

在這里，研究人員設計了一種混合電解質（HFGP-SE），由氟化凝膠固態電解質（FG-SE）和聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)（PVHF）基固態聚合物電解質（PVHF-SPE）組成。

研究發現，在HFGP-SE中，FG-SE和PVHF-SPE之間的界面有效促進了鋰鹽解離，形成了局部高濃度（LHC）溶劑化結構。

所制備的HFGP-SE具有較高的離子電導率（0.84 mS cm^-1）和顯著提高的鋰遷移數（t_Li⁺ = 0.87）。

同時，FG-SE和PVHF-SPE界面形成的受控LHC溶劑化結構支持形成由陰離子衍生的富無機固體電解質界面（SEIs），從而在0.5 mA cm^-2的電流密度下實現了超過1200小時的穩定鋰沉積和超穩定沉積/剝離性能。

此外，HFGP-SE 還支持4.5 V級Li||NCM811全電池在實際條件下的穩定循環，50 μm厚的鋰金屬負極和質量負載為12 mg cm^-2的正極，實現了>2 mAh cm^-2的面積容量。

該研究提出了一種新策略，利用混合固態電解質中存在的界面，顯著增強鋰金屬電池固態電解質的鋰鹽解離、快速離子傳輸和界面穩定性。

圖文解讀

圖1：鋰金屬沉積/剝離性能評價及鋰沉積形態和SEI層的表征。

圖2：HFGP-SE基固態鋰金屬電池的電化學性能。

圖3：HFGP-SE的氧化穩定性及NCM811正極的界面化學性質。

文獻信息

Salt Dissociation and Localized High-concentration Solvation by Interface of Fluorinated Gel and Polymer Solid Electrolyte,?Energy & Environmental Science,?2024.?

原創文章，作者：zhan1，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/11/13/ddcc74d8be/

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