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图1.溶液浇铸法制备复合固体电解质的示意图。
图2. 固体电解质膜的电化学、力学和热性能;(a) 添加CA膜前后,电解质的力学拉伸性能对比,(b) 添加CA膜前后,电解质的离子电导率随温度变化曲线,(c) 固体电解质的电化学窗口,(d) 添加CA膜前后,电解质的热重曲线对比。
图3.室温下,复合固体电解质与金属锂的电化学稳定性; (a) Li|(BPSO-150%LiTFSI)-10% PVDF + CA|Li电池在静置不同时间后的阻抗谱图,(b)不同锂盐含量的复合固体电解质组装的对称锂电池在静置不同时间后的阻抗变化曲线,(c)以(BPSO-150%LiTFSI)-10%PVDF + CA和液体电解质分别组装的对称锂电池的恒流充放电曲线。
图4.对称锂电池循环中锂沉积/剥离行为示意图;(a)Li|Liquid electrolyte + Celgard separator|Li电池的锂离子沉积/剥离行为,(b)Li|(BPSO-150%LiTFSI)-10% PVDF + CA|Li电池的锂离子沉积/剥离行为,(c) Li|Liquidelectrolyte + Celgard separator|Li电池循环300 h后的锂片表面SEM图,(d)Li|(BPSO-150%LiTFSI)-10% PVDF + CA|Li电池循环300 h后锂片表面SEM图。
图5.室温下,全固态MWCNT@S|(BPSO-150%LiTFSI)-10%PVDF + CA|Li电池性能;(a)电池倍率性能;(b) (BPSO-150%LiTFSI)-10% PVDF + CA和液体电解质分别组装的电池在恒流充放电的容量和库伦效率对比图,(c) 电池循环后,(BPSO-150%LiTFSI)-10% PVDF + CA与锂负极接触侧的光学照片,(d)电池循环后,Celgard separator与锂负极接触侧的光学照片;(e) 柔性软包锂硫电池点亮LED灯。
材料制备过程表述:
复合固体电解质的制备:将一定比例的双接枝聚硅氧烷 (BPSO)、LiTFSI和少量聚偏氟乙烯溶解于N,N-二甲基甲酰胺溶液中,充分混合后直接浇铸在乙酸纤维素膜上,120 °C下干燥12 h和真空干燥12 h后,得到厚度约为200 μm的复合固体电解质膜。该电解质膜可表示为:90% (BPSO-x% LiTFSI)-10% PVDF + CA (x=0.3, 0.5 …1.5, 2)。
致谢部分:
本成果在国家自然科学基金重点项目(51532002)、北京市自然基金-海淀联合原始创新基金重点项目(L172023)和科技部重大研发计划(2015CB932500)的资助下完成。本研究工作的作者为陈龙和范丽珍。
参考文献:
Long Chen, Li-Zhen Fan*, Dendrite-free Li metal deposition in all-solid-state lithiumsulfur batteries with polymer-in-salt polysiloxane electrolyte, Energy Storage Materials, 2018, DOI:10.1016/j.ensm.2018.03.015.
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碳中和目标下,储能万亿市场正在大幕拉开,于技术创新上亦在持续推进。自有关部门出于安全性能考虑,限制三元电池在储能领域的应用后,磷酸铁锂成为电池储能的主力军。然而,磷酸铁锂能量密度天花板低、低温性能差、材料成本较高的痛点仍未解决。一方面,大储项目往往布局在极端气候地区,要求在高低温
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北极星储能网获悉,3月6日上午,十四届全国人大三次会议湖北代表团举行开放团组活动,审议政府工作报告,并向中外媒体全程开放。全国人大代表,东风商用车有限公司车辆工厂总装检测车间“王涛班”班长、首席技能师王建清发言时介绍,东风汽车在新能源、智能化等前沿领域实现多项重大突破:自主研发的固
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