de.wedoany.com-Bericht: Das Forschungsteam des Dalianer Instituts für Chemische Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat Fortschritte bei der Erforschung von Schlüsselmaterialien für hochenergetische Festkörperbatterien erzielt und einen neuartigen organisch-anorganischen Verbundfestelektrolyten entwickelt, der einen neuen technologischen Weg zur Verbesserung der Zyklenlebensdauer von Festkörperbatterien bietet.
Festelektrolyte stehen seit langem vor Problemen wie schlechtem Kontakt mit den Elektroden, unzureichender Flexibilität, niedriger Ionenleitfähigkeit und unzureichender elektrochemischer Stabilität, was ihre praktische Anwendung einschränkt. Das Team schlug eine Strategie zur in-situ-chemischen Rekonstruktion der organischen Phase durch die anorganische Phase vor. Dabei nutzten sie die Lewis-Base-Aktivitätszentren auf der Oberfläche von Lithiumoxychlorid (Li3OCl), um eine in-situ-Dehydrofluorierungsreaktion von Polyvinylidenfluorid (PVDF) an der Grenzfläche zu induzieren, wodurch ungesättigte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungsstrukturen entstehen. Diese Reaktion wandelt die organisch-anorganische Grenzfläche von einer traditionell schwachen physikalischen oder chemischen Bindung in eine starke chemische Bindung um und schafft einen kontinuierlichen Lithiumionen-Leitungspfad mit niedriger Transportbarriere.
Diese Strategie ermöglicht eine chemische Grenzflächenrekonstruktion und vereint die Vorteile der hohen Ionenleitfähigkeit und Stabilität anorganischer Materialien mit der hohen Flexibilität und Grenzflächenanpassungsfähigkeit von Polymeren. Basierend auf dieser Strategie stellte das Team einen PVDF-Li3OCl-Verbundfestelektrolyten her. Dieser Elektrolyt vereint gute elektrochemische Eigenschaften, mechanische Stabilität und Einzelionenleitungseigenschaften. Eine mit diesem Elektrolyten und seiner Separator ausgestattete NCA-Ternär-Festkörperbatterie zeigte eine stabile Zyklenfähigkeit über 350 Zyklen bei einer 1C-Rate mit einer Kapazitätserhaltungsrate von 84,2 %, was eine hohe Zyklenstabilität demonstriert.
Die entsprechenden Forschungsergebnisse wurden unter dem Titel „An innovative dehydrofluorinated composite gel electrolyte for enhanced solid-state batteries“ im Journal of Colloid and Interface Science veröffentlicht.
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