- A+
广东工业大学霍延平教授课题组就近年来原位聚合制备固态/准固态聚合物电解质及其在锂金属电池中的研究进展进行了综述。系统总结了不同聚合物单体、引发剂和锂盐在通过原位聚合法制备固态/准固态电解质时的优缺点,以及原位聚合固态/准固态电解质在锂金属电池应用中面临的主要挑战,并展望了原位聚合固态/准固态电解质在锂金属电池中的发展方向和应用前景。
锂金属电池(LMBs)由于采用金属锂(3860 mAh g-1)作为负极,可以进一步提升能量密度,在新一代锂离子电池体系中的地位日益突出。但如何解决液态电解质存在的泄漏、易燃易爆及锂枝晶生长造成的安全隐患问题,成为了困扰研究人员焦点的问题。引入固态电解质如聚合物电解质可以改善此类问题,促进锂金属电池的实际应用。聚合物电解质不仅具有较好的机械强度,可以有效抑制树枝晶的生长,还具备良好的界面兼容性,有助于提升电池的循环稳定性与安全性。然而,传统聚合物制备方法,如溶液浇铸法制备过程复杂,且往往存在溶剂蒸发带来的安全和环境的问题。此外,传统方法制备的聚合物电解质很难填补电极的空隙来实现电解质和电极之间的良好接触,降低了活性材料利用率和能量密度。近年来,通过原位聚合的方法来制备固态/准固态电解质(in-situ polymerized solid/quasi-solid polymer electrolytes)作为一种新兴技术受到了广泛关注。原位聚合方法通过将单体、引发剂和锂盐等前体溶液直接引入电池组装过程中,在电池工作环境下通过外部能源(如热、光、电离辐射等)激发聚合反应,使电解质在电极表面形成固态聚合物膜。这一过程不仅简化了电解质的制备步骤,还能有效提高电解质与电极之间的界面接触质量,从而提升电解质的离子电导率和电池的电化学性能。 基于此,广东工业大学霍延平教授课题组全面综述了原位聚合法在制备固态/准固态聚合物电解质的最新研究进展。重点介绍了原位聚合物固态/准固态电解质的合成技术。分别从自由基引发聚合、离子开环聚合和无引发剂聚合三个方面总结了原位聚合聚合物电解质在锂金属电池中的研究进展,阐明了原位聚合技术在高性能、高安全锂金属电池设计和开发中的重要性。最后,总结了原位聚合法制备固态/准固态聚合物电解质的挑战,提出了原位聚合电解质体系的设计、聚合策略的创新和聚合机理的解析的研究方向。随着对原位聚合机理及离子传输机制的进一步研究和表征技术的进步,可以促进原位聚合固态/准固态电解质在高能量密度固态锂金属电池中的实际应用。 论文信息 In-Situ Polymerized Solid/Quasi-Solid Polymer Electrolyte for Lithium-Metal Batteries: Recent Progress and Perspectives Hangyu Zhang, Xijun Xu, Weizhen Fan, Jingwei Zhao, Yanping Huo Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202402798
目前评论:0