硅烷基改性醚类电解质赋能高比能LiCoO2‖锂金属电池

李祖磊; 孙颖; 纪官松; 贺连芳

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2024.04.009

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 43 ›› Issue (04) : 84 -91. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2024.04.009

硅烷基改性醚类电解质赋能高比能LiCoO₂‖锂金属电池

李祖磊, 孙颖, 纪官松, 贺连芳

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摘要

为改善醚类电解质和高压正极之间的界面兼容性，将锂电池的能量密度提升至350 W·h·kg^-1以上，本研究设计合成一种新型含硅烷基团的醚类电解质（Si-PEO）,组装扣式电池，进行电化学性能和微观组织形貌分析。研究结果表明，该电解质中的醚链段用来解离锂盐和传导Li⁺,硅烷链段可以改善电解质的氧化稳定性，使其在室温下具有1.25×10^-5 S·cm^-1的离子电导率和较高的电化学窗口（4.46 V）。LiCoO₂|Si-PEO|Li电池在室温下以0.5 C的倍率循环100圈后仍能保持160.12 mA·h·g^-1的放电比容量，容量保持率高达96.45%。循环后LiCoO₂正极颗粒完整，无副反应产物堆积，表面生成一层均匀且富含无机成分的正极/电解质界面。此界面层可以使Si-PEO电解质和正极有着优异的热兼容性，改善了LiCoO₂‖Li电池的安全性能。