锂硫电池用凝胶电解质的制备及性能

作     者：蔡逸飞 齐舵 王天宇 张一博 

作者机构：沈阳化工大学材料科学与工程学院 中国-西班牙材料联合实验室 

出 版 物：《精细化工》 (Fine Chemicals)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(51903164) 

主　　题：锂硫电池 凝胶聚合物电解质 紫外光引发聚合 多硫离子穿梭效应 循环性能 有机电化学 

摘      要：为解决锂硫电池中可溶性多硫化物（LiPS）在传统液态电解质中的穿梭效应问题，利用紫外光引发聚乙二醇双甲基丙烯酸酯（PEGDMA）聚合形成了聚合物网络结构，采用贴锂负极半原位的方法将聚合物网络结构与聚丙烯（PP）多孔隔膜复合，制备了凝胶聚合物电解质〔xPEGDMA-PP GPE，其中，x为PEGDMA质量分数（以前驱体溶液的质量计，下同）〕并组装锂硫电池。采用FTIR和SEM对样品进行了表征，通过电化学阻抗、循环伏安、伏安扫描和充放电循环测试，考察PEGDMA质量分数对xPEGDMA-PP GPE电池的电化学性能影响，并测试最佳电池的LiPS穿梭抑制性能。结果表明，与以浸渍法制备的GPE为材料组装的扣式电池（I-GPE电池）相比，xPEGDMA-PP GPE电池界面阻抗（470.49 Ω）更低，界面性能更好。xPEGDMA-PP GPE电池具有更好的循环稳定性，在500 h的循环下仍保持稳定的电压变化。2%PEGDMA-PP GPE具有最优的综合性能，离子电导率为0.62 mS/cm。2%PEGDMA-PP GPE电池表现出更好的循环性能及电化学稳定性，经过150圈循环后，容量保持率80.8%。