HNBR基固态电解质的设计及其性能研究OA

为开发兼具高离子电导率、宽电化学窗口和良好稳定性的固态电解质,以氢化丁腈橡胶(HNBR)为基体,系统研究其在固态电解质中的应用潜力。首先通过非均相催化加氢技术,成功制备了一系列具有不同腈基含量、分子量以及加氢度的HNBR样品,并系统评估其结构对电化学性能的调控规律。结果表明,在腈基含量处于35%~41%(质量分数)、分子量在100000~360000且加氢度为0~97%的范围内,具备高腈基、高分子量以及高加氢度的HN41-36W-97%/LiTFSI电解质展现出最优性能,其分解电压达到4.8 V,Li+迁移数为0.48,均优于其他HNx-y-z/LiTFSI体系。随后引入3%(质量分数)的聚氧化乙烯与20%(质量分数)的Li_(6.4)La_(3)Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12),构建了复合固态电解质。该复合体系显著改善了离子传导与界面稳定性,其室温离子电导率为1.3×10^(-5) S/cm,电化学稳定窗口扩展至5.1 V,Li+迁移数增加至0.58。基于该复合电解质组装的全固态电池在65℃、0.5C条件下,首次放电比容量达到126 mAh/g,200次循环后仍保持121 mAh/g,容量保持率高达96%。本研究为开发兼具高安全性、良好柔性及优异电化学性能的固态电解质提供了新的路径。