Goodenough&李玉涛等Angew: 用于全固态锂金属电池的Li2S6集成PEO基聚合物电解质

基于聚环氧乙烷（PEO）的复合聚合物电解质（CPE）通常具有高度的结晶体积，并且在室温下电导率低、枝晶渗透聚合物的临界电流密度小等都阻碍了它们在全固态锂电池 (ASSLB) 中的商业可行性。

美国德克萨斯大学奥斯汀分校John B. Goodenough教授、李玉涛博士等人评估了 Li₂S₆作为PEO基CPE的添加剂。Li₂S₆在基于聚环氧乙烷 (PEO) 的聚合物电解质中的集成被证明可以提高聚合物电解质的离子电导率，因为来自Li₂S₆的 O^2-_(PEO)和Li⁺之间的强相互作用减少了PEO中的结晶体积。

Li/电解质界面通过Li₂S₆与锂金属之间的反应原位形成超薄Li₂S/Li₂S₂层来稳定，这增强了界面处的离子传输并抑制了锂枝晶生长。

具有Li₂S₆集成复合电解质的对称 Li/Li电池具有优异的循环性能和0.9 mA cm^-2的高临界电流密度。全固态 Li/LiFePO₄和高压Li/LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂电池在40 °C下表现出出色的电化学性能。

图1. 四种感兴趣的溅射体的TOF-SIMS深度剖面和三维重建

图2. 40℃下全固态电池的电化学性能

Li₂S₆-Integrated PEO-Based Polymer Electrolytes for All-Solid-State Lithium-Metal Batteries. Angewandte Chemie International Edition. 2021. DOI: 10.1002/anie.202106039

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Goodenough&李玉涛等Angew: 用于全固态锂金属电池的Li2S6集成PEO基聚合物电解质

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