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北京大学郭玉国团队AEM固态锂电池用双向功能聚合物电解质的设计

点击数：     更新时间：2023-04-21 10:04:13

高能量密度锂金属电池的发展受到锂枝晶形成失控和富镍阴极-电解质界面不稳定等问题的阻碍。在此基础上，通过将功能聚合物直接固化在电极表面，设计了双向功能聚合物电解质(BDFPE)，以同时处理阳极和阴极面临的界面问题。BDFPE具有快速的离子电导率(5.84 × 10?4 S cm?1)、较高的Li+转移数(0.69)以及电极与固体电解质之间的低界面电阻，在1 mA cm?2和1 mAh cm?2超长循环1800 h后，可以使Li||Li对称电池实现平滑无枝晶锂沉积。此外，Li||LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2电池表现出良好的循环速率能力，原位构建了稳定的磷酸盐基CEI层。DFT研究表明，功能添加剂FEC和TEP参与了界面的形成。这一发现为高能量密度锂金属电池的阳极和阴极接口提供了一种有前途的设计策略。

图文简介

a) CFPE, b) AFPE, c) LMBs的制备工艺示意图;d,e) CFPE的SEM图像及相应的元素分布，F - k) C, F, P, Si, Ni和Co。

a) Li|LE|Li和Li|AFPE|Li对称电池在室温下的极化电压分布的比较，插图显示了350-400 h和1750-1800 h的电压分布。扫描电镜图像显示循环中锂金属电极的侧面视图b) Li|AFPE|Li对称电池和c) Li|LE|Li电池，循环中锂金属电极的俯视图d) Li|AFPE|Li对称电池和e) Li|LE|Li电池。f) XPS结果元素组成，g) C1s, h) F1s收集自循环Li|AFPE|Li对称单元的循环Li表面。

a) Li| BDFPE| NCM622电池的倍率性能，b)对应的恒流充放电电压分布图。c) Li|BDFPE|NCM622电池在0.5℃库仑效率下的循环稳定性。(d, e)NCM622阴极150循环后的TEM图像; (f)NCM622在150个周期后的XPS。

论文信息

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