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PEO复合PVDF-HFP基聚合物电解质的离子传导及电化学性能调制研究OA北大核心

Modulation of Ionic Conductivity and Electrochemical Performance in PEO-modified PVDF-HFP-based Polymer Electrolytes

中文摘要英文摘要

聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene,PVDF-HFP)基聚合物电解质存在室温离子电导率较低且与锂金属界面稳定性较差等问题,这限制了其应用范围.为此,将具有弹性和粘性的聚环氧乙烷(poly(ethylene oxide),PEO)掺入PVDF-HFP基电解质中,以改善其离子传导和与电极间的界面相容性.PVDF-HFP 与 PEO 以质量比为 3∶1 混合的电解质在室温下的离子电导率(5.618×10-4 S·cm-1)和锂离子迁移数(0.403)最高.基于该电解质组装的锂-锂对称电池可在 0.10 mA·cm-2和 25℃的条件下稳定电镀-剥离长达 650 h.基于该电解质组装的以LiCoO2 为正极、锂为负极的全电池在 0.2C倍率下循环 50 次后仍具有 115.9 mA·h·g-1的比容量.

Polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene(PVDF-HFP)-based polymer elec-trolytes suffer from issues such as low ionic conductivity and poor interfacial stability with lithium(Li)metal at room temperature,which limit their range of applications.To address this,poly(ethylene oxide)(PEO),which possesses elasticity and viscosity,is incorporated into the PVDF-HFP-based electrolyte to enhance its ionic conductivity and interfacial compatibility with electrodes.The electrolyte,mixed with PVDF-HFP and PEO in a 3∶1 mass ratio,exhibits the highest ionic conductivity(5.618×10-4 S·cm-1)and lithium ion(Li+)transport number(0.403)at room tem-perature.The Li-Li symmetric cells assembled with this electrolyte can stably undergo electroplating-stripping for up to 650 h under a current density of 0.10 mA·cm-2 at 25℃.Full batteries,as-sembled with a LiCoO2 cathode and lithium anode,maintain a specific capacity of 115.9 mA·h·g-1 after 50 cycles at 0.2 C-rate.

龚炜梁;文浪;蔡燕煌;姜晗;陶剑铭;林应斌

福建师范大学物理与能源学院,福建省太阳能转换与储能工程技术研究中心,福建 福州 350117福建师范大学物理与能源学院,福建省太阳能转换与储能工程技术研究中心,福建 福州 350117福建师范大学物理与能源学院,福建省太阳能转换与储能工程技术研究中心,福建 福州 350117福建师范大学物理与能源学院,福建省太阳能转换与储能工程技术研究中心,福建 福州 350117福建师范大学物理与能源学院,福建省太阳能转换与储能工程技术研究中心,福建 福州 350117福建师范大学物理与能源学院,福建省太阳能转换与储能工程技术研究中心,福建 福州 350117

动力与电气工程

固态电池固体电解质聚氧化乙烯PVDF-HFP离子传导

solid-state batteriessolid electrolytePEOPVDF-HFPion conduction

《福建师范大学学报(自然科学版)》 2025 (1)

30-38,9

国家自然科学基金项目(12174057)福建省自然科学基金项目(2023J01522)

10.12046/j.issn.1000-5277.2024070020

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