液态电解液的原位聚合是目前构建固态电池最可行的方法,但它受到各种反应干扰因素的影响,从而影响电池的电化学性能。
为了揭示聚合条件对聚合反应的影响,北京化工大学Shu-Meng Hao,Weidong Zhou研究了开环聚合(ROP)和双键自由基聚合(DBRP)两种常用的原位聚合反应的单体转化率和电化学性能(Li+电导率和界面稳定性)。
文章要点
1)ROP生成的聚酯和聚碳酸酯的单体转化率高达~90%,但室温下Li+-电导率低于2×10-5 S cm-1。此外,从ROP衍生的端烷氧基阴离子不耐高压阴极。而DBRP生产的聚乙二醇碳酸酯(VEC)和聚乙二醇碳酸酯(VC)的单体转化率较低,为50-80%,在RT下提供了相对较高的Li+-电导率2×10-4 S cm-1。
2)研究人员比较两种聚合反应和四种单体,VEC基含氟共聚物在锂离子导电性和抗氧化性方面具有优势,同时在LiF基钝化层的帮助下对锂金属表现出稳定的同时,允许高压准固态电池长期稳定循环。
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Peiying Li, et al, Efficiencies of Various in-situ Polymerizations of Liquid Electrolytes and the Practical Implications for Quasi Solid-state Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202309613
DOI: 10.1002/anie.202309613
https://doi.org/10.1002/anie.202309613