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中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所（來源：齊魯頻道）

發(fā)布時(shí)間：2024-06-14

近日，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所固態(tài)能源系統(tǒng)技術(shù)中心研究人員利用熔融粘結(jié)技術(shù)，干法制備出具有出色柔韌性的超薄硫化物固態(tài)電解質(zhì)膜，其優(yōu)異的力學(xué)性能、離子電導(dǎo)率以及應(yīng)力耗散特性可有效抑制電池內(nèi)部應(yīng)力不均導(dǎo)致的機(jī)械力失效。該方法制備的高面載量LiNi0.83Co0.11Mn0.06O2（NCM83）正極與多孔鋁集流體具有優(yōu)異粘結(jié)性，可實(shí)現(xiàn)界面融合，有效規(guī)避傳統(tǒng)濕法正極容易產(chǎn)生裂紋的問題，制備出的一體化全固態(tài)電池具有優(yōu)異的界面穩(wěn)定性、長(zhǎng)循環(huán)性能。

研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)目前干法制備過程中各組分分散不均問題，提出低壓力制備的熔融粘結(jié)策略，在粘流態(tài)下將低粘度的熱塑性聚酰胺（TPA）與硫化物L(fēng)i6PS5Cl進(jìn)行預(yù)混，較低壓力下熱壓成型，誘導(dǎo)TPA在硫化物顆粒間隙滲透，構(gòu)建聚合物逾滲網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)超薄成膜的同時(shí)，兼具優(yōu)異的柔韌性、熱塑性、可彎曲性、拉伸性和較高離子電導(dǎo)率。該研究使用同步輻射X射線斷層掃描對(duì)循環(huán)過后的對(duì)稱電池進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)該超薄膜能夠有效抑制循環(huán)過程中因電極體積膨脹帶來的界面分離和電解質(zhì)碎裂等問題，保持界面穩(wěn)定，證明在固態(tài)電解質(zhì)內(nèi)部構(gòu)建完整的聚合物逾滲網(wǎng)絡(luò)，不僅有利于其薄層化，更有利于耗散電池運(yùn)行過程中的不均勻內(nèi)應(yīng)力，降低力機(jī)械失效風(fēng)險(xiǎn)。