| 聚环氧乙烷聚合物电解质基高电压固态锂金属电池的研究进展 |
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| 引用本文： | 田宋炜,周丽雪,张秉乾,张建军,杜晓璠,张浩,胡思伽,苑志祥,韩鹏献,李素丽,赵伟,周新红,崔光磊. 聚环氧乙烷聚合物电解质基高电压固态锂金属电池的研究进展[J]. 化学学报, 2022, 80(10): 1410-1423. DOI: 10.6023/A22070314 |
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| 作者姓名： | 田宋炜 周丽雪 张秉乾 张建军 杜晓璠 张浩 胡思伽 苑志祥 韩鹏献 李素丽 赵伟 周新红 崔光磊 |
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| 作者单位： | a 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 青岛储能产业技术研究院 青岛 266101b 青岛科技大学 化学与分子工程学院 青岛 266042c 中国科学院大学 材料与光电研究中心 北京 100049d 珠海冠宇电池股份有限公司 珠海 519180 |
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| 基金项目： | 广东省重点领域研发计划项目(2020B090919005); 国家自然科学基金面上项目(52073298); 中国科学院青年创新促进会(2020217); 山东省自然科学基金(ZR2019BEM037) |
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| 摘 要： | 采用液态碳酸酯电解质的锂离子电池在遭遇极端工况时, 极易发生泄露、燃烧、甚至爆炸等重大安全事故. 相对比, 聚环氧乙烷(PEO)固态聚合物电解质可以显著提升锂电池的安全性, 并且其优异的可塑性使其可以被制成特定形状进而满足特殊领域的差异化需求; 更为重要的是: PEO固态聚合物电解质与锂金属负极兼容性好. 然而, PEO固态聚合物电解质电化学氧化窗口低, 难以匹配高电压正极材料(≥4 V), 极大限制了其在高电压、高能量密度固态聚合物锂金属电池中的进一步应用. 近期经过国内外科研工作者在PEO固态聚合物电解质结构设计、PEO端羟基改性、含硼锂盐引入、功能型粘结剂设计开发以及正极界面层构筑等方面所做出的不懈努力, PEO固态聚合物电解质基高电压固态锂金属电池取得了系列化重大科研进展. 基于此, 本综述主要从以下八个方面: (1)高电压正极片表面修饰超薄聚合物层、(2)高电压正极颗粒包覆、(3)对碳黑颗粒进行包覆、(4)使用富含羧基的粘结剂、(5)不对称固态聚合物电解质结构设计、(6)正极界面原位形成耐高电压界面层、(7)醚氧官能团(-OCH3)封端PEO, 提升其本征耐高电压性能、(8)含硼锂盐做添加剂, 详细综述了采用PEO固态聚合物电解质构建的高电压固态锂金属电池所取得的最新研究进展以及相应的高电压固态锂金属电池界面稳定作用机制. 最后还对未来PEO固态聚合物电解质在高电压固态锂金属电池方面所存在的巨大挑战和发展趋势进行了详细展望和总结阐述.
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| 关 键 词： | 固态聚合物电解质 聚环氧乙烷 高电压 锂金属电池 界面稳定性 |
Key Advances of High-voltage Solid-state Lithium Metal Batteries Based on Poly(ethylene oxide) Polymer Electrolytes |
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| Songwei Tian,Lixue Zhou,Bingqian Zhang,Jianjun Zhang,Xiaofan Du,Hao Zhang,Sijia Hu,Zhixiang Yuan,Pengxian Han,Suli Li,Wei Zhao,Xinhong Zhou,Guanglei Cui. Key Advances of High-voltage Solid-state Lithium Metal Batteries Based on Poly(ethylene oxide) Polymer Electrolytes[J]. Acta Chimica Sinica, 2022, 80(10): 1410-1423. DOI: 10.6023/A22070314 |
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| Authors: | Songwei Tian Lixue Zhou Bingqian Zhang Jianjun Zhang Xiaofan Du Hao Zhang Sijia Hu Zhixiang Yuan Pengxian Han Suli Li Wei Zhao Xinhong Zhou Guanglei Cui |
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| Affiliation: | a Qingdao Industrial Energy Storage Research Institute, Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266101, Chinab School of Chemistry and Molecular Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, Shandong, Chinac Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, Chinad Zhuhai CosMX Battery Co., Ltd, Zhuhai 519180, Guangdong, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | solid-state polymer electrolytes poly(ethylene oxide) high voltage lithium metal batteries stable interfacial chemistry |
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