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Goodenough&李玉濤等Angew: 用于全固態鋰金屬電池的Li2S6集成PEO基聚合物電解質

基于聚環氧乙烷（PEO）的復合聚合物電解質（CPE）通常具有高度的結晶體積，并且在室溫下電導率低、枝晶滲透聚合物的臨界電流密度小等都阻礙了它們在全固態鋰電池 (ASSLB) 中的商業可行性。

美國德克薩斯大學奧斯汀分校John B. Goodenough教授、李玉濤博士等人評估了 Li₂S₆作為PEO基CPE的添加劑。Li₂S₆在基于聚環氧乙烷 (PEO) 的聚合物電解質中的集成被證明可以提高聚合物電解質的離子電導率，因為來自Li₂S₆的 O^2-_(PEO)和Li⁺之間的強相互作用減少了PEO中的結晶體積。

Li/電解質界面通過Li₂S₆與鋰金屬之間的反應原位形成超薄Li₂S/Li₂S₂層來穩定，這增強了界面處的離子傳輸并抑制了鋰枝晶生長。

具有Li₂S₆集成復合電解質的對稱 Li/Li電池具有優異的循環性能和0.9 mA cm^-2的高臨界電流密度。全固態 Li/LiFePO₄和高壓Li/LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂電池在40 °C下表現出出色的電化學性能。

圖1. 四種感興趣的濺射體的TOF-SIMS深度剖面和三維重建

圖2. 40℃下全固態電池的電化學性能

Li₂S₆-Integrated PEO-Based Polymer Electrolytes for All-Solid-State Lithium-Metal Batteries. Angewandte Chemie International Edition. 2021. DOI: 10.1002/anie.202106039

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