一种用于高性能聚环氧乙烷基全固态电池的新型珊瑚状石榴石

作     者：程俊 侯广梅 孙卿 陈琼 李德平 李建伟 曾振 李锴锴 袁群惠 王家钧 慈立杰 Jun Cheng;Guangmei Hou;Qing Sun;Qiong Chen;Deping Li;Jianwei Li;Zhen Zeng;Kaikai Li;Qunhui Yuan;Jiajun Wang;Lijie Ci

作者机构：State Key Laboratory of Advanced Welding and JoiningSchool of Materials Science and EngineeringHarbin Institute of Technology(Shenzhen)Shenzhen 518055China Research Center for Carbon NanomaterialsKey Laboratory for Liquid-Solid Structural Evolution&Processing of Materials(Ministry of Education)School of Materials Science and EngineeringShandong UniversityJinan 250061China MIIT Key Laboratory of Critical Materials Technology for New Energy Conversion and StorageSchool of Chemistry and Chemical EngineeringHarbin Institute of TechnologyHarbin 150001China 

出 版 物：《Science China Materials》 (中国科学（材料科学（英文版）)

年 卷 期：2022年第65卷第2期

页      面：364-372页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：supported by the School Research Startup Expenses of Harbin Institute of Technology(Shenzhen)(DD29100027) the National Natural Science Foundation of China(52002094) China Postdoctoral Science Foundation(2019M661276) Guangdong Basic and AppliedBasic Research Foundation(2019A1515110756) the High-level Talents Discipline Construction Fund of Shandong University(31370089963078)。 

主　　题：固态电解质 聚合物电解质 全固态电池 复合电解质 离子电导率 储能设备 聚环氧乙烷 电化学性能 

摘      要：锂金属电池被认为是最有前景的下一代储能设备之一,但是锂金属电池的安全性问题以及锂枝晶生长问题严重阻碍了它的实用化进程.固态电解质可以有效解决这一安全性问题,表现出能够抑制锂枝晶生长的巨大潜力,并因此受到大家的关注.其中聚环氧乙烷(PEO)基固态电解质由于具有较高的安全性以及出色的柔韧性,被认为是一类非常有应用前景的固态电解质.但是,其固有的半结晶特性以及较差的力学性能导致它们在室温下的离子电导率较低,并且在高温下不能有效地抑制锂枝晶生长.为改善上述问题,本文设计并合成了一种新型的珊瑚状Li_(6.25)Al_(0.25)La_(3)Zr_(2)O_(12)(C-LALZO)活性陶瓷填料来增强PEO聚合物电解质,制备得到的复合固态电解质(PLC)表现出更高的离子电导率和机械强度,保证了锂金属的均匀沉积/剥离.采用PLC的锂对称电池在60℃下循环1500小时不发生短路.组装得到的LiFePO_(4)/PLC/Li全固态电池在60和50℃时均有出色的循环稳定性.这项工作表明,通过调节填料的微观结构(如C-LALZO结构),可以有效地改善复合电解质的电化学性能.