二维二氧化硅改性聚环氧乙烷基固态聚合物电解质用于增强锂离子电池性能
Two-dimensional silica-modified polyethylene oxide solid polymer electrolyte to enhance the performance of lithium-ion batteries
罗志洪 1石雁 1安金钰 2郑德一 1李龙 1欧阳全胜 3石斌 4邵姣婧1
作者信息
- 1. 贵州大学材料与冶金学院,贵阳 550025
- 2. 贵州大学土木工程学院,贵阳 550025
- 3. 贵州轻工职业技术学院先进电池与材料工程研究中心,贵阳 550025
- 4. 贵州梅岭电源有限公司先进化学电源国家重点实验室,遵义 563003
- 折叠
摘要
通过改性由酸蚀二维蛭石制备的二维二氧化硅,得到带正电荷的二维介孔二氧化硅(PSN+)纳米片,并将PSN+用作聚环氧乙烷(PEO)基固体聚合物电解质(SPEs)的填料.由于PSN+具有丰富的正电荷,PSN+与锂盐解离的阴离子能够有效结合,从而促进锂离子的运输,获得较好的锂离子转移数.在50℃时,基于PSN+的SPEs表现出较高的离子电导率(7.5×10-5S·cm-1),锂离子迁移数为0.30,稳定电压窗为4.41 V.因此,组装后的LiFePO4锂电池在50 ℃、0.2C下具有优异的初始放电比容量(155.7mAh· g-1),在循环100次后容量保持率为97.1％.
Abstract
Herein,the positively charged two-dimensional(2D)porous silica(PSN+)nanosheet was obtained by mod-ifying the 2D silica obtained from acid-etched 2D vermiculite,and then the PSN+was used as the filler of polyethyl-ene oxide(PEO)-based solid polymer electrolytes(SPEs).Given the abundant positive charges,PSN+effectively binds with the anions dissociated from lithium salts,thereby promoting lithium-ion transport and achieving a decent lithium-ion transference number.At 50 ℃,the PSN+-based SPEs demonstrated a higher ionic conductivity of 7.5× 10-5 S·cm-1,lithium-ion transference number of 0.30,and a stable voltage window of 4.41 V.Consequently,the as-assembled LiFePO4ⅡLi batteries delivered excellent initial discharge specific capacity of 155.7 mAh·g-1 at 0.2C with 97.1％capacity retention after 100 cycles at 50 ℃.
关键词
锂离子电池/固态聚合物电解质/填料/二维二氧化硅Key words
lithium-ion battery/solid polymer electrolyte/filler/two-dimensional silica引用本文复制引用
基金项目
国家自然科学基金(52062004)
国家自然科学基金(51972070)
国家自然科学基金(52372185)
贵州省高层次创新型人才(黔科合平台人才-GCC[2022]013-1)
贵州省高等学校先进电化学储能器件及关键材料创新团队(黔教技[2023]054号)
出版年
2024
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