Functional Ionic Liquid Modified Core-Shell Structured Fibrous Gel Polymer Electrolyte for Safe and Efficient Fast Charging Lithium-Ion Batteries
Functional Ionic Liquid Modified Core-Shell Structured Fibrous Gel Polymer Electrolyte for Safe and Efficient Fast Charging Lithium-Ion Batteries
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用于安全高效快速充电锂离子电池的功能性离子液体改性核壳结构纤维凝胶聚合物电解质
DOI：
10.3389/fchem.2019.00421
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发表时间：
2019-06
影响因子：
5.5
通讯作者：
Zhang Suojiang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu Xiaoxia;Ren Yufei;Zhang Lan;Zhang Suojiang
快速充电是动力电池发展中的一个重要问题，但目前电解液的电导率和锂离子迁移数较低，影响了电池的充电平衡，限制了电池的倍率性能，甚至导致枝晶生长的安全性问题。采用联合收割机无机填料和离子液体增塑剂，制备了核壳结构的纳米纤维膜，并与碳酸盐电解质复合，得到了具有高电导率、优异的Li+迁移数的凝胶聚合物电解质（GPE）。值得注意的是，具有该复合电解质的Li/电解质/LiNi 0.6Co 0.2Mn 0.2O2（NCM 622）半电池在20 C下提供65 mAh/g的可逆容量，这是具有Celgard 2325膜的可逆容量的13倍。它还显示出在3C和5C下对于抑制锂枝晶的增强的长期循环稳定性。这种有机-无机共改性的GPE保证了锂离子电池的快速充电能力和安全性，从而为高性能电解质的设计提供了一种有前途的方法。
Fast charging is of enormous concerns in the development of power batteries, while the low conductivity and lithium ion transference number in current electrolytes degraded the charge balance, limited the rate performance, and even cause safety issues for dendrite growth. Combine inorganic fillers and ionic liquid plasticizer, here in this paper we prepared a core-shell structured nanofibrous membrane, by incorporating with carbonate based electrolyte, a gel polymer electrolyte (GPE) with high conductivity, outstanding Li+ transference number was obtained. Notably, the Li/electrolyte/LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 (NCM622) half-cell with this composite electrolyte delivers a reversible capacity of 65 mAh/g at 20C, which is 13 times higher than that of with Celgard 2325 membrane. It also shows enhanced long-term cycle stability at both 3C and 5C for the suppression of lithium dendrite. This organic-inorganic co-modified GPE guarantees the fast charging ability and safety of LIBs, thus provides a promising method in high performance electrolyte design.
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