記者從中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心獲悉，該中心先進炭材料研究部新型電化學材料與器件團隊在聚環氧乙烷基高性能電解質和固態電池方向取得新進展，全固態聚合物鋰電池循環使用次數和穩定性得到提高，在室溫和低溫下(0°C)實現了優異的電化學性能。研究成果近日在《納米能源》和《先進功能材料》上發表。
鋰電池作為儲能器件在手機、筆記本電腦及電動汽車等領域的應用十分廣泛，但傳統的鋰離子電池越來越接近其能量密度的極限，使用易燃有機電解液也使其安全性受到嚴峻的考驗，亟須開發下一代兼具高能量密度和高安全性的電化學儲能器件。
據介紹，固態電池采用固態電解質代替液態電解質的新型電化學儲能器件，具有安全性能高和能量密度高的特點，目前已開發了聚合物固態電解質、無機固態電解質及復合型固態電解質等多種研究體系。其中，聚環氧乙烷以其輕質、易成膜以及與電極間良好的界面接觸等特點，被廣泛應用于固態電解質的研究。
中科院金屬研究所研究人員針對聚環氧乙烷基固態電解質中鋰離子電導率和遷移數較低的問題，利用多硫化鋰的穿梭效應，通過原位電化學還原聚甲基丙烯酸酯與硫的共聚物，制備了-S4Li接枝的聚環氧乙烷固態電解質，從而實現快速的鋰離子傳輸，并有效改善界面穩定性，使得全固態聚合物鋰電池在50°C下表現出高達1200圈的超高循環穩定性。
針對聚環氧乙烷基固態電池需要在較高溫度(50-70°C)下使用，而在室溫及低溫下又難以工作的問題，研究人員從鋰離子傳輸的微觀尺度出發，以有機小分子丁二腈替代常規的無機填料，通過調控丁二腈和環氧乙烷的摩爾比，使固態電解質的離子電導率提升了2個數量級，固態電池在室溫和低溫下(0°C)下也表現出優異的電化學性能。(記者 郝曉明)
關鍵詞： 聚合物基固態電池循環
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