双极与Ionogels电动汽车电池

在最近的一项研究发表在杂志上应用材料和接口,欧洲杯足球竞彩来自中国的研究人员开发新的锂离子电池固体电解质(SEs)来改善电池公差在不利的条件下,保持双极细胞堆积。

研究:高功率双极型固态电池通过In-Situ-Formed Ionogels车辆应用程序。图片来源:guteksk7 / Shutterstock.com

锂离子电池

锂离子电池(LIBs)用于充电储能系统、电动汽车、插电式混合动力汽车和混合动力系统。循环寿命长等优点,每重量高能量密度,高功率的能力。

在现代库,有机液体电解质(LEs),循环碳酸盐、线性碳酸盐是用来提高电池性能。这些LEs可燃和不稳定,由于它们只能用于特定的温度范围。此外,莱斯也会影响电池的公差在不利条件下如过热、破碎、钉渗透、机械冲击、收费过高、短路。

在最近的研究中,一个双相固态电池(单边带)囊细胞有两个细胞单位开发,帮助克服LEs的局限性。发达的单边带了单元串联的细胞和检测短路和不良的操作条件。

方法

在当前的研究中,描写₂O₄李(LMO) /₄“透明国际”₅O₁₂(LTO)双极电极,李₇拉₃Zr₂O₁₂(LLZO)固态电解质层、ionogel和用于构建高功率双极单边带两个细胞。

ionogel使用一个简单的凝胶的方法。在此期间,一个特定数量的聚乙二烯fluoride-hexafluoropropylene (PVDF-HFP)粉第一次被分散成碳酸二甲酯(DMC)的溶剂。然后PVDF-HFP的解决方案是混合与磷酸三乙酯(TEP)透明ionogel前体的解决方案。此外,ionogel前体溶液在室温下保持了两个小时DMC溶剂蒸发。最后,一个非流动、透明ionogel包含PVDF-HFP发达。

阳极、阴极和双极电极准备在干燥的室内露点低于50°C。LMO、导电碳和聚偏二氟乙烯(PVDF)在N-methyl-2-pyrrolidinone均匀混合溶剂开发描写₂O₄(LMO)阴极。此外,ionogel前体溶液含DMC溶剂,TEP, PVDF-HFP喷洒在阴极和阳极表面形成单边带细胞单位。

李两个细胞结构₇拉₃Zr₂O₁₂(LLZO)与分离层建立了固体电解质层压铝袋。层压铝袋的使用了单边带的基本细胞结构,是决定电池性能的关键在各种实验。最后,双单边带LMO /与ionogel LLZO-LTO电池是由研究人员。

研究人员还进行了离子电导率测试,粘度测量,拉曼光谱分析、能量色散x射线能谱(EDX)和电化学阻抗谱(EIS)的产生电池。

结果

EDX元素映射证明层铝箔电流收集器,LMO复合阴极,LTO复合阳极,LLZO分离层有高润湿性和渗透性。

扫描电子显微镜(SEM)映射显示ionogel添加了一个厚厚的LMO电极,确保高渗透性和单边带的润湿性。扫描电镜的结果进一步表明所使用的制造工艺的可行性研究人员开发下面。

演示的电化学性能的优越性LMO / LLZO-LTO细胞结构在常规电池结构。此外,研究还表明,LLZO固态电解质分离层是兼容LMO阴极和电化学原理LTO阳极。

TEP溶剂的加入显著降低粘度和增加ionogels的离子电导率。李triglyme复杂阳离子稳定与TEP稀释后在锂盐浓度为1.2 mol / L。

也没有观察到细胞ionogel有极高的电荷转移电阻,减少ionogel介绍后。这种比较表明,ionogel可以在双相固态电池开发固相固相接触,减少界面阻力。

LMO / LLZO-LTO双相情感SSBs也展示了优秀的宽容在苛刻的操作条件下,这证实了切割、折叠、燃烧测试。研究人员开发的双极细胞表现出优越的动力性能,可以满足工程冷曲柄的要求。也观察到LMO / LLZO-LTO双单边带堆在囊细胞没有任何短路或漏电。此外,双极细胞与均匀分布ionogel证明高速能力甚至在5列。

结论

本研究的结果表明,提出的策略研究人员有可能开发高性能和先进的下面。未来的研究应注重综合研究改善冷起动性能和循环下面的性能。

来源:

李哲勇,苏七里,梅园,Xiaochao,刘和海景ACS应用材料&接口欧洲杯足球竞彩2022年14(4),5402 - 5413。高功率双极型固态电池通过In-Situ-Formed Ionogels车辆应用程序https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.1c22090

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