自插入结构复合电解液

室温快离子输运

通过层状双氢氧化物掺杂，在P(VDF-TrFE)基体中构建全反式构象，同时固定阴离子，实现快速且均匀的锂离子传输。

ZiYang, Liang · Chang, Liu · Xiang, Bai · Zhang, Jiahui · Chang, Xinyue · Lixiang, Guan · Lu, Tiantian · 杜华云 · Wei Y. · Wang, Qian · 魏涛 · Liu, Wen · 周恒辉

InfoMat 2024

具体参数

离子电导率

{'zh': '6.4 × 10⁻⁴', 'en': '6.4 × 10⁻⁴'} S cm⁻¹

Li⁺迁移数

{'zh': '0.76', 'en': '0.76'}

对称电池循环寿命

{'zh': '1000', 'en': '1000'} h

全电池容量保持率

{'zh': '95', 'en': '95'} %

技术优势

高离子电导率

全反式构象使所有氟原子排列在聚合物链一侧，形成连续的锂离子传输通道，将电导率提升至 6.4 × 10⁻⁴ S cm⁻¹。

高锂离子迁移数

层状双氢氧化物通过静电相互作用固定锂盐阴离子，促进锂盐解离，将锂离子迁移数提高到 0.76，有利于均匀的锂沉积。

抑制锂枝晶

阴离子固定效应使负极表面电场分布均匀，抑制枝晶生长，对称电池在 0.2 mA cm⁻² 下稳定循环超过 1000 小时。

机械强度高

层状双氢氧化物与聚合物链之间的氢键相互作用赋予复合电解质优异的机械强度，有助于抑制枝晶并保持结构完整性。

应用场景

• 固态电池：替代液态电解液，消除漏液和燃烧风险，同时保证高离子电导。
• 锂金属电池：均匀锂沉积，抑制枝晶生长，使锂金属负极稳定循环超过1000小时。
• 电化学储能：提供高离子电导率和迁移数，提升固态电池的能量密度和功率性能。
• 聚合物电解质：通过自插入结构和全反式构象，突破传统聚合物电解质低电导率的瓶颈。