F127/纤维素复合固态电解质的双锂盐调控与电池性能研究OA
Dual Lithium Salt Regulation and Battery Performance of F127/Cellulose Composite Solid Electrolyte
针对聚醚类固态电解质与锂金属负极之间界面稳定性差的问题,本研究采用双锂盐策略,设计并制备了一种F127/纤维素复合固态电解质.通过热熔法将LiTFSI和LiDFOB复配的双盐体系与F127共混,制备均匀的聚合物浆料,并将其灌入纤维素多孔膜中,获得结构致密的复合电解质.研究表明,LiDFOB的引入能显著改善电解质/锂金属界面性能,促进形成稳定的固体电解质界面(SEI)层.电化学测试结果表明,双盐电解质在60℃下的离子电导率达 2.0×10-4 S·cm-1,锂离子迁移数提升至 0.31.基于该电解质组装的 Li/Li 对称电池极限电流密度提高至0.5 mA·cm-2,在 0.1 mA·cm-2/0.1 mAh·cm-2条件下稳定循环超过2 000 h.LFP/Li全电池在2.0 C倍率下的放电容量达111.11 mAh·g-1,在0.5 C下循环800次后容量保持率为66.38%.本研究通过一种简单可行的双盐策略,协同提升了电解质的离子电导率与界面稳定性,为高能量密度固态锂金属电池的电解质设计提供了新思路.
To address the poor interfacial stability between polyether-based solid electrolytes and lithium metal anodes,this study adopted a dual-salt strategy to design and prepare an F127/cellulose composite solid electrolyte.A homogeneous polymer slurry was fabricated by blending a LiTFSI and LiDFOB dual-salt system with F127 using a hot-melting method,which was then infiltrated into a porous cellulose membrane to obtain a structurally dense composite electrolyte.The results indicate that the introduction of LiDFOB significantly improves the electrolyte/lithium metal interface performance and promotes the formation of a stable solid electrolyte interphase(SEI)layer.Electrochemical tests reveal that the dual-salt electrolyte achieves an ionic conductivity of 2.0×10-4 S·cm-1 at 60℃and an enhanced lithium-ion transference number of 0.31.Li/Li symmetric cells assembled with this electrolyte exhibit an increased limiting current density of 0.5 mA·cm-2 and maintain stable cycling for over 2 000 h under the conditions of 0.1 mA·cm-2 and 0.1 mAh·cm-2.LFP/Li full cells deliver a discharge capacity of 111.11 mAh·g-1 at a 2.0 C rate,with a capacity retention of 66.38%after 800 cycles at 0.5 C.This work provides a simple and feasible dual-salt strategy that synergistically enhances ionic conductivity and interfacial stability of the electrolyte,offering new insights for the design of electrolytes for high-energy-density solid-state lithium metal batteries.
游翔;张刚;汤俊彦;吴恙;王玮;王鑫昕;易潇;阳畅畅;孔令慧;张涛
中国人民解放军陆军工程大学军械士官学校,武汉 430075中国人民解放军陆军工程大学军械士官学校,武汉 430075湖北大学材料科学与工程学院,武汉 430062中国人民解放军陆军工程大学军械士官学校,武汉 430075武汉市光谷汤逊湖高级中学,武汉 430073中国人民解放军陆军工程大学军械士官学校,武汉 430075中国人民解放军陆军工程大学军械士官学校,武汉 430075中国人民解放军陆军工程大学军械士官学校,武汉 430075中国人民解放军陆军工程大学军械士官学校,武汉 430075中国人民解放军陆军工程大学军械士官学校,武汉 430075
信息技术与安全科学
F127LiTFSILiDFOBSEI界面稳定性离子电导率高能量密度
F127LiTFSILiDFOBSEIinterfacial stabilityionic conductivityhigh energy density
《硅酸盐通报》 2026 (7)
2520-2530,11
国家自然科学基金(21802036,22278116,12105091)
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