三组分共混聚合物电解质

超高容量保持率

通过共混PMMA、PVDF-HFP和PEO，制备出兼具高离子电导率和机械强度的固态电解质，实现锂金属电池稳定长循环。

Jingshun, Wang · 张永泉 · Zengxu, Chen · Shuo, Fan · Qihui, Zhang · Zhang Y. · 张天栋 · 张昌海 · 迟庆国

Chemical Engineering Journal 2024

具体参数

离子电导率

{'zh': '1.87 × 10^-4', 'en': '1.87 × 10^-4'} S cm⁻¹

电化学稳定窗口

{'zh': '4.7', 'en': '4.7'} V

锂离子迁移数

{'zh': '0.75', 'en': '0.75'}

拉伸强度

{'zh': '15.65', 'en': '15.65'} MPa

首次放电比容量

{'zh': '154.7', 'en': '154.7'} mAh g⁻¹

容量保持率

{'zh': '96.6', 'en': '96.6'} %

容量保持率

{'zh': '95.7', 'en': '95.7'} %

技术优势

循环寿命高达400次

在1C高倍率下循环400次后容量保持率仍达96.6%，远高于常规聚合物电解质。

同时提升强度与电导率

通过共混三种聚合物形成大量无定形区域和强界面作用，拉伸强度达15.65 MPa，离子电导率1.87×10⁻⁴ S cm⁻¹。

宽电化学窗口适用高压正极

电化学窗口高达4.7 V vs Li/Li⁺，可匹配高电压正极材料提升能量密度。

高锂离子迁移数减少浓差极化

锂离子迁移数高达0.75，有效降低充放电过程中的浓差极化，提高倍率性能。

应用场景

• 全固态锂金属电池：作为电解质替代液态电解液，匹配锂金属负极实现高能量密度和本征安全性。
• 柔性锂电池：聚合物基体赋予柔韧性，可弯曲而不破裂，适用于柔性电子设备。
• 电池模组集成：可加工成薄膜态，便于与电极叠片封装集成到电池模组中。
• 高安全储能：固态电解质不易燃漏液，从根源上提升储能系统的安全性。