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与传统的固态电解质相比,弹性体在确保稳定的界面接触和保持疲劳耐久性方面具有吸引人的优势,但低离子电导率阻碍了它们在长寿命锂金属电池中的实际应用。
北京化工大学王峰教授、牛津副教授、北京航空航天大学杨树斌教授通过将丁腈橡胶(NBR)与可聚合离子液体(1-烯丙基-3-乙烯基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺(IBIL))硫化,制备了一种橡胶衍生的锂导电弹性体(NBR/IBIL混合电解质),以同时提供高回弹性和显著提高的离子电导率。研究显示,所得NBR/IBIL混合电解质提供了与电极的稳定接触和快速锂离子传输,从而实现了固态锂金属电池的高性能,包括对称电池小时的长循环寿命和全电池次循环。
文章亮点:1.NBR/IBIL混合电解质通过硫化过程中自由基加成反应产生的NBR链和IBIL碎片的化学交联网络继承了NBR的弹性和疲劳耐久性。所得的锂导电弹性体在50%的高应变下具有高回弹性(0.92MJm-3)和持久的循环耐久性(次循环)。2.由于IBIL碎片铺设的快速锂离子通路,弹性NBR/IBIL混合电解质实现了2.7×10-4Scm-1的高室温离子电导率。3.鉴于橡胶材料种类丰富、结构多样且可改性,这种硫化方法可以扩展到探索一系列具有高度可调机械性能和良好离子导电性的锂导电弹性体,以用于固态锂金属电池的实际应用。图1材料合成和表征图2NBR/IBIL混合电解质的理化性质图3机械性能图4对称电池性能图5Li/LFP全电池性能--3D打印白皮书--
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