Construcción de electrólito de polímero en gel multifuncional y rendimiento de baterías de metal de litio en un amplio rango de temperaturas

Lin Wang ,  

Yun-peng Qu ,  

Chang Su ,  

Wan-yuan Jiang ,  

Xi-gao Jian ,  

Fang-yuan Hu ,  

摘要

Con el continuo desarrollo de la tecnología actual, la demanda de baterías de metal de litio que funcionen en condiciones extremas está aumentando. Sin embargo, los sistemas de electrolitos existentes suelen tener mala estabilidad térmica, reacciones secundarias significativas en la interfaz y baja conductividad iónica a bajas temperaturas, lo que hace que lograr un funcionamiento seguro y una estabilidad a largo plazo de las baterías en ambientes severos siga siendo un gran desafío. Por lo tanto, el desarrollo de electrolitos de polímero en gel (GPE) con características resistentes a altas temperaturas es particularmente urgente. Este trabajo propone una estrategia bifuncional basada en un electrolito no inflamable, logrando una excelente estabilidad térmica y alta conductividad iónica mediante la sinergia entre sus propiedades intrínsecas retardantes de llama y el mecanismo de regulación de la interfaz. Este electrolito, gracias a su capacidad de auto-limpieza y a la formación de una capa de interfaz sólida y rica en inorgánicos, garantiza eficazmente la operación segura y estable de las baterías de metal de litio a altas temperaturas. Los resultados experimentales muestran que las baterías LiFePO4/GPE/Li mantienen casi inalterada su capacidad después de 100 ciclos a 60 ℃, y que a -20 ℃ pueden ciclar estabilmente 100 veces a una densidad de corriente de 0.1 C. Además, las baterías de bolsa blanda ensambladas pueden continuar alimentando una pantalla LED bajo condiciones extremas de flexión, plegado y corte. En resumen, el sistema de electrólito GPE desarrollado en este trabajo proporciona una solución efectiva para baterías de metal de litio con alta seguridad y alta estabilidad en un amplio rango de temperaturas.

关键词

Electrólito de polímero en gel;Alta seguridad;Amplio rango de temperatura;Estabilidad de la interfaz

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