提升塑料、橡胶耐热、阻燃、PEO 固态电解质界面修饰剂 纳米氢氧化镧。
无机纳米填料 / 界面改性相,属于 PEO-LiTFSI 复合固态电解质体系,核心解决 PEO 经典痛点:结晶度高、离子电导率低、锂离子迁移数低、锂金属界面副反应、锂枝晶、固固界面阻抗大。
一、PEO本身存在的核心短板
1.PEO室温结晶严重,链段运动弱,窒温离子电导很低,通常需要60°C以上工作;
2.LiTFSI锂盐解离差,阴离子(TFSI)自由迁移,锂离子迁移数t.仅0.2~0.3,浓差极化大;
3.与锂金属负极界面不稳定,易产生副产物,局部电流不均诱发锂枝晶
4.力学强度偏低,难以阻挡锂枝晶穿刺。
La(OH)3(纳米粉/纳米纤维,常做氨基功能化La(OH)3一NH2)就是针对以上问题做界面改性。
二、作用机理(界面修饰核心)
1.抑制PEO结晶,增加非晶区
纳米氢氧化铺粉体/纤维与PEO链段形成氢键,打乱PEO规整排列,提高填料-聚合物界面非晶相占比;非晶区PEO链段运动能
力强,构建连续Li传输通道,提升离子电导率。
2.路易斯酸位点+氧空位锚定阴离子TFSI(最关键)
La是强路易斯酸,La(OH)s表面氧空位可捕获、固定TFSI阴离子,限制阴离子迁移;促进锂盐解离,释放更多自由L,大幅
提升锂离子迁移数t,文献体系从0.2提升至0.51左右,显著降低浓差极化。
3.调控锂负极SEI界面,稳定固-固接触
4.力学增强
La(OH)3参与界面演化,诱导生成均匀、富含LiOH/Li2O的稳定SEI钝化层,抑制PEO与金属锂持续副反应,降低界面阻抗;使
锂沉积/剥离均匀,抑制锂枝晶生长。Li|Li对称电池可稳定长周期循环(>600h)、极化电压低。
刚性纳米La(OH):填料提升复合电解质膜模量,物理阻碍锂枝晶刺穿,兼顾PEO柔性与无机填料刚性。