Construção de eletrólito de polímero em gel multifuncional sinérgico e desempenho de baterias de metal de lítio em ampla faixa de temperatura

Lin Wang ,  

Yun-peng Qu ,  

Chang Su ,  

Wan-yuan Jiang ,  

Xi-gao Jian ,  

Fang-yuan Hu ,  

摘要

Com o contínuo avanço da tecnologia atual, a demanda pelo funcionamento de baterias de metal de lítio em condições extremas está aumentando. No entanto, os sistemas eletrolíticos existentes geralmente apresentam baixa estabilidade térmica, reações secundárias significativas na interface e condutividade iônica insuficiente em condições de baixa temperatura. Em aplicações em ambientes rigorosos, garantir a operação segura e a estabilidade de longo prazo da bateria permanece um grande desafio. Portanto, é especialmente urgente desenvolver eletrólitos de polímero em gel (GPE) com características de alta resistência térmica. Este trabalho propõe uma estratégia bifuncional baseada em eletrólitos não inflamáveis, que, por meio da sinergia entre propriedades intrínsecas de retardamento de chama e mecanismos de controle de interface, alcança excelente estabilidade térmica e alta condutividade iônica. Graças à capacidade de auto-limpeza e à camada de interface robusta e rica em materiais inorgânicos formados, este eletrólito garante efetivamente a operação segura e estável das baterias de metal de lítio em alta temperatura. Os resultados experimentais mostram que a bateria LiFePO4/GPE/Li mantém praticamente a capacidade após 100 ciclos a 60 ℃. Em condições de baixa temperatura de -20 ℃, pode ciclar de forma estável 100 vezes a uma densidade de corrente de 0,1 C. A bateria de pacote flexível montada pode continuar a alimentar uma tela LED sob condições extremas, como flexão, dobra e corte. Em resumo, o sistema de eletrólito GPE desenvolvido neste trabalho oferece uma solução eficaz para baterias de metal de lítio de alta segurança e alta estabilidade em uma ampla faixa de temperatura.

关键词

Eletrólito de polímero em gel; alta segurança; ampla faixa de temperatura; estabilidade de interface

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