SCMs|闭式硼氢化锂基聚合物复合电解质实现25°C下固态锂电池的高稳定循环

合理的成分设计是固态锂电池用高性能复合电解质开发的重要策略。上海理工大学郑时有教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，将闭式硼氢化锂Li₂B₁₂H₁₂引入到含非游离态N-甲基吡咯烷酮塑化剂的聚偏二氟乙烯-双三氟甲基磺酰亚胺锂(PVDF-LiTFSI)中，制成新型复合聚合物电解质。

该电解质在25°C时具有1.43 × 10⁻⁴ S cm⁻¹的电导率和0.34的锂离子迁移数，显示出优异的导锂性能。密度泛函理论计算表明，具有缺电子多中心键的Li₂B₁₂H₁₂可以促进LiTFSI的解离和TFSI−的固定，是锂离子导电性能改善的主要原因。

此外，该电解质还具有出色的电化学、热力学和机械稳定性。

Li₂B₁₂H₁₂的添加有助于在负极/电解质界面形成保护性中间相，阻止副反应的进一步发生。

由于上述优势，该电解质具有很高的电极兼容性，如锂对称电池可以在0.2 mA cm⁻²下稳定循环1200多个小时，Li||LiFePO₄电池在1 C和25°C的条件下经200个循环仍可以保持140 mA h g⁻¹的可逆比容量，容量保持率为98%。

文章信息

Bao, K., Pang, Y., Yang, J. et al. Modulating composite polymer electrolyte by lithium closo-borohydride achieves highly stable solid-state battery at 25°C. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1740-7

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