تصميم إلكتروليت بوليمري هلامي متعدد الوظائف وتقييم أداء بطاريات الليثيوم المعدنية ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة

Lin Wang ,  

Yun-peng Qu ,  

Chang Su ,  

Wan-yuan Jiang ,  

Xi-gao Jian ,  

Fang-yuan Hu ,  

摘要

مع التطور المستمر للتكنولوجيا الحالية، يزداد الطلب على عمل بطاريات الليثيوم المعدنية في ظروف تشغيل قاسية. ومع ذلك، فإن أنظمة الإلكتروليت الحالية تعاني بشكل عام من ضعف الاستقرار الحراري، وتفاعلات جانبية بارزة على الواجهة، ونقص الموصلية الأيونية في درجات الحرارة المنخفضة، مما يشكل تحديات كبيرة لتحقيق تشغيل آمن للبطارية واستقرار طويل الأمد في بيئات صارمة. لذلك أصبح تطوير إلكتروليت بوليمري هلامي (GPE) مقاوم للحرارة أمرًا ملحًا. يقدم هذا العمل استراتيجية ثنائية الوظيفة تعتمد على إلكتروليت غير قابل للاشتعال، من خلال التعاون بين خاصية مقاومة اللهب الجوهرية وآلية تنظيم الواجهة، لتحقيق استقرار حراري ممتاز وموصلية أيونية عالية للإلكتروليت. وبفضل خاصية التنظيف الذاتي والطبقة الحدودية الصلبة الغنية بالمواد غير العضوية التي تتشكل، يضمن هذا الإلكتروليت تشغيل آمن ومستقر لبطاريات الليثيوم المعدنية في درجات حرارة مرتفعة. أظهرت النتائج التجريبية أن بطارية LiFePO4/GPE/Li تحت ظروف 60 درجة مئوية تحافظ على سعتها تقريبًا بعد 100 دورة، وعند درجة حرارة منخفضة تبلغ -20 درجة مئوية يمكنها الدوران المستقر 100 مرة عند كثافة تيار 0.1C، كما أن البطارية اللينة التي تم تجميعها يمكنها تشغيل شاشة LED بصورة مستمرة تحت ظروف قص وطي وقطع قاسية. باختصار، يوفر نظام إلكتروليت GPE المطور في هذا العمل حلًا فعالًا لبطاريات الليثيوم المعدنية عالية الأمان والاستقرار مع نطاق درجة حرارة واسع.

关键词

إلكتروليت بوليمري هلامي;أمان عالي;نطاق حرارة واسع;استقرار الواجهة

阅读全文