新型柔性雙極全固態鋰電池技術研究

2021-04-27 ryder

雙極全固態鋰電池（LIB）作為可以應對日益增長的能源和安全需求的處理方案起了相當大的關注。然而，作為LIB中最廣泛研究的電解質——（硫化物或氧化物）無機固體電解質的使用，除了長期存在的如化學/電化學不穩定性，界面接觸電阻和制造出產性等問題，還會引起機械柔性和形狀因素方面的問題。

【成果簡介】

近日，蔚山國家科學與技術研究院Sang-YoungLee（通訊作者）團隊通過紫外（UV）固化輔助多級印刷開發了一類新型的柔性雙極全固態鋰電池，其不需要用于傳統的無機電解質基全固態LIB的高壓/高溫燒結工藝。相對于傳統的無機電解質，作為印刷電極和凝膠復合電解質中的核心元件，該研究使用了由基于癸二腈的電解質和半互穿聚合物網絡框架構成的柔性/不可燃性凝膠電解質。電極和GCE漿料的流變調整（朝向觸變流體行為）與無溶劑干燥的多級印刷結合使得能夠將串聯/面內雙極堆疊的單元整體集成到復雜形狀的物體上。相關成果以題為“Flexible/shape-versatile,bipolarall-solid-statelithium-ionbatteriespreparedbymultistageprinting”發表在了Energy&EnvironmentalScience上。

【圖文導讀】

圖1印刷GCE的合成和表征

（a）用于制造模板印刷的GCE的程序示意圖

（b）剖面SEM和EDS圖像

（c）顯示ETPTA聚合物網絡和PVdF-HFP兩種不同Tg的DSC熱分解圖

（d）印刷GCE的機械柔性

（e）印刷GCE的離子電導率

（f）GCE和碳酸鹽基對照電解質的TGA曲線

（g）GCE和碳酸鹽基對照電解質的等溫（80℃）離子電導率

（h）GCE和碳酸鹽基對照電解質的不易燃性實驗

圖2印刷電極的制作和表征

（a）用于制造模板印刷電極的程序示意圖