福州大学汤育欣教授:高性能聚环氧乙烷基聚合物固态电解质设计


来源:中国粉体网   青黎

[导读]  第三届高比能固态电池关键材料技术大会,2022年2月22-23日,武汉。

中国粉体网讯  在能量转换与储能系统当中,电化学储能设备是最便捷最高效的设备之一。除去传统的锂离子电池外,锂硫电池、钠离子电池和超级电容器等新型储能器件也在飞速发展。电化学储能器件由4部分构成,分别为正极、负极、隔膜和电解质。其中,电解质起到了传导离子与隔绝电子的作用,是整个器件中不可或缺的一部分。但是,目前所采用的电解质通常包含具有可燃性的有机溶剂,使得目前的储能器件存在较高的安全隐患。因此,发展具有高安全性的固态电解质代替液态电解质是解决高储能器件安全性的重要途径。


按照构成分类,固态电解质可分为聚合物固态电解质、无机固态电解质和聚合物/无机复合固态电解质3类。其中,聚合物固态电解质具有良好的界面相容性,且制备方法简便,便于大规模生产。然而,大部分聚合物固态电解质是由半结晶聚合物构成的,室温下离子传导能力偏低(离子电导率小于10-6S/cm),另外,固态聚合物电解质/电极界面的不稳定等均阻碍了其广泛应用。


目前,聚合物固态电解质主要包含3类:聚环氧乙烷(PEO)基、聚碳酸酯(PC)基系和聚硅氧烷基固态电解质体系。PEO于1973年首次被发现能够溶解金属盐类,至今仍是研究最深入、应用最广泛的聚合物电解质之一。


为深入探究固态电解质,了解聚合物固态电解质。2022年2月22-23日,由中国粉体网主办的“第三届高比能固态电池关键材料技术大会”将于湖北武汉东方建国大酒店举办,届时将邀请来自福州大学的汤育欣教授作《高性能聚环氧乙烷基聚合物固态电解质设计》报告。报告人针对聚合物电解质的限制性因素,进行了攻克研究。如:在聚环氧乙烷(PEO)基聚合物电解质中引入具有双功能的强路易斯酸氟化物:一方面,路易斯酸和阴离子相互作用可以促进锂盐解离提高锂离子转移效率;另一方面;电解质/电极界面原位生成富LiF的界面层,抑制锂金属的不均匀沉积以及与PEO基质之间持续的不良反应,提升了PEO基电解质锂金属电池的界面稳定性和循环稳定性。



个人简历:


汤育欣博士,福州大学教授、博导,国家海外引进青年人才。主要从事储能电池的基础和应用研究,通过持续的基础和应用研究,在储能电极材料的可控制备、电解质设计及储能器件性能及其优化等方面取得了一系列创新性的成果。现主要研究兴趣为全固态电池及其固态电解质设计、特种电池电极材料及电解质设计、实时电化学反应的原位监测技术和电池安全评估等。迄今为止,已经在材料、化学工程领域的专业期刊(Sci.Adv., Adv.Mater., JACS, Angew.Chem., Chem.Soc.Rev.,etc.)等发表学术文章110余篇。


参考资料:


胡方圆,王琳等. 聚合物固态电解质的研究进展


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