Adv. Energy Mater.：基于靜電紡絲的單離子導體電解質實現高性能鋰電池

目前，鋰離子電池(LIBs)被認為是電動汽車、電網等中大型儲能系統最有前途的電源之一。但是，LIBs仍然存在一些缺點，如功率密度有限、成本高、安全性差。其中，電解液和隔膜的熱穩定性所引起的安全問題是大規模應用中最重要的問題。此外，由溶解在溶劑中的鹽組成的常規電解質存在嚴重的鋰濃度梯度，尤其是在高充放電速率下，導致嚴重的安全問題。

近日，中國地質大學研究人員報道了一種包含納米尺度PVDF-HFP和LiPSI混合物的新型的基于靜電紡絲的單離子導體聚合物電解質。在本文中，作者對聚烯烴/液體電解質體系的形貌、力學強度、熱穩定性、電解質潤濕性、電化學窗扣、離子電導率、電池性能等進行了系統的研究，并與傳統的聚烯烴/液體電解質體系進行了對比。研究結果表明：這種電解質能夠消除聚烯烴隔膜和LiPF6電解質鹽的局限性。這種靜電紡絲納米纖維薄膜具有高孔隙率和適當的機械強度以及優異的熱穩定性。將其與LiFePO4正極匹配組裝成全電池后至少能夠穩定循環1000周。

Scheme 1 電紡納米纖維膜的制備、組成、以及用于鋰離子電池。

圖1 不同放大倍數的es-PVPSI納米纖維膜的SEM圖像: a) × 2000, b) × 10 000, c) × 40 000。PP隔膜的不同放大倍數SEM圖像：d) × 30 000, e) × 80 000。f) es-PVPSI納米纖維的SEM圖像以及對應的EDX元素分布圖g) F, h) O, i) N, j) S

圖2 es-PVPSI/EC/DMC和PP/1M LiPF6在EC/DMC電解質體系中的電化學性能對比。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201803422