新能源汽车动力电源技术国家地方联合工程实验室
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科研动态

聚合物全固态电池研究进展

陈嘉嘉教授课题组在聚合物全固态电池研究领域取得重要进展,相关研究成果以“Revealing and reconstructing the 3D Li-ion transportation network for superionic poly(ethylene) oxide conductor”为题发表在Nature Communications(DOI: 10.1038/s41467-024-51191-2)。


聚环氧乙烷(PEO)是用于全固态电池的重要聚合物电解质之一,然而其室温离子电导率极低(10−6 S cm-1),难以满足全固态电池的现实需求。针对这一问题,陈嘉嘉教授课题组与福建物构所方伟慧研究员合作,利用X射线断层扫描、拉曼光谱和固体核磁共振技术,从原子、纳米团簇水平到微米水平对聚合物网络中锂离子传输进行全面理解,并利用铝氧团簇(AlOC)制备基于PEO的超离子导体。AlOC与PEO链段、LiTFSI间的超分子相互作用可以有效调节晶区和非晶区的三维形貌,直接影响锂离子在体相的分布,从而重建和增强离子输运网络。因此,PEO-LiTFSI-AlOC可以在室温范围内表现出类似熔融态锂离子导电行为,在35°Ϲ时离子电导率为1.87 × 10−4 S cm−1。研究团队进一步采用PEO-LiTFSI-AlOC构建了具有高倍率性能和稳定循环性能的锂对称电池和Li|LiFePO4全电池,以及优异的LiFePO4正极(16.8 mg cm−2)高负载条件下的电池性能。

该工作在陈嘉嘉教授的指导下完成。我院2022级博士生方承东和2019级硕士黄颖(已毕业)为论文第一作者,2021级博士生孙鹏飞、博士后李科参与了部分工作。该研究工作得到国家自然科学基金(22393901、22021001、22272143、22371278),国家重点研发计划(2021YFA1502300),中央高校基本科研业务费 (20720220009),福建省能源材料科学与技术创新实验室(IKKEM、RD2023020801)等经费的资助。


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点击次数:  更新时间:2024/08/12 19:02:48  【打印此页】  【关闭】

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