侯红帅2024年最新Nano Energy论文：揭示多官能团碳点对固体锂电池聚合物电解质界面结构及离子迁移的影响规律
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Unveiling the effect law of carbon dots with polyfunctional groups on interface structure and ion migration in polymer electrolytes for solid lithium battery
Liu H.; Xu L.; Zhu F.; Luo D.; Zhang Y.; Deng W.; Zou G.; Hou H.; Ji X.
Published：2024-07-01
DOI：10.1016/j.nanoen.2024.109623
研究揭示碳点与多功能基团对聚合物电解质中界面结构和离子迁移的影响规律
研究背景
在固态锂金属电池中，固体聚合物电解质（SPE）被认为是一种有前途的电解质候选者。然而，低离子导电性和界面稳定性差严重阻碍了SPE的发展。引入功能性填料是解决这些问题的常用和有效方法。目前主要挑战在于兼容性差和作用机制不明确。本研究中，我们设计并合成了带有四元功能基团的碳点（NSFCDs），这些碳点在混合聚合物电解质（HPE）的聚合过程中引入SPE中。系统地揭示了多功能基团对聚合物链结构、电解质/电极界面结构和离子迁移的详细影响规律。
研究内容
通过调节聚合物片段，锂离子的配位环境发生改变，促进了离子传输。由NSFCDs和锂盐阴离子引起的固体电解质界面（SEI）有效改善了锂离子沉积形态并减轻了体积应变。因此，基于自由基聚合NSFCDs和聚乙二醇丙烯酸二丙二醇酯（PEGDA）构建的聚乙烯氧化物（PEO）的HPE表现出优异的综合性能，组装的锂对称电池可以稳定循环4000小时。
研究意义
这项研究的创新之处在于揭示了功能性填料对电解质性能的重要影响，为解决固态锂金属电池中的关键问题提供了新思路。通过优化界面结构和离子迁移，我们展示了一种可行的方法，为固态电池的发展铺平道路，为未来电池技术的进步做出了贡献。
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