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?ACS Energy Letters:基于不燃凝膠聚合物電解質(zhì)的高性能鋰離子電池

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?ACS Energy Letters:基于不燃凝膠聚合物電解質(zhì)的高性能鋰離子電池
隨著電動(dòng)汽車(EV)市場(chǎng)的迅速擴(kuò)大和對(duì)更高能量密度的需求,鋰離子電池(LIB)的安全問題已成為當(dāng)務(wù)之急。為減少潛在的安全隱患,有必要為鋰離子電池配備不可燃材料,以消除和抑制可燃性。
?ACS Energy Letters:基于不燃凝膠聚合物電解質(zhì)的高性能鋰離子電池
圖1電解質(zhì)設(shè)計(jì)
蔚山科學(xué)技術(shù)院Hyun-Kon Song、韓國(guó)能源研究所Tae-Hee Kim等提出了一種凝膠聚合物電解質(zhì)(GPE),通過阻斷引發(fā)熱失控并最終引發(fā)火災(zāi)的自由基引發(fā)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來實(shí)現(xiàn)鋰離子電池(LIBs)的不燃性。構(gòu)成這種不燃GPE的聚合物具有以下特點(diǎn):(1)可溶于碳酸酯電解液;(2)在常用的鋰鹽如LiPF6的存在下可交聯(lián);(3)在電解液中只需2 wt %即可凝膠化;(4)通過其功能側(cè)鏈清除自由基。
?ACS Energy Letters:基于不燃凝膠聚合物電解質(zhì)的高性能鋰離子電池
圖2電解質(zhì)的燃燒性研究
實(shí)驗(yàn)顯示,采用傳統(tǒng)方法組裝電池后,含有該聚合物的電解質(zhì)在電池內(nèi)熱凝膠化。結(jié)果,含有GPE的鋰離子電池可抵御外部熱沖擊和機(jī)械沖擊,同時(shí)不影響電池性能。固含量?jī)H為2%的GPE具有較高的鋰離子傳輸數(shù)和等同于液態(tài)電解液的離子電導(dǎo)率,并形成了穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面層,從而提高了電池在正常工作條件下的性能。
?ACS Energy Letters:基于不燃凝膠聚合物電解質(zhì)的高性能鋰離子電池
圖3NCM811||石墨電池的性能
Fire-Inhibiting Nonflammable Gel Polymer Electrolyte for Lithium-Ion Batteries. ACS Energy Letters 2023. DOI: 10.1021/acsenergylett.3c01128
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