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材料科学与工程学报2025年第03期:PVDF-HFP基多元柔性复合固态电解质的制备、表征与电化学性能

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李一桦;胡子怡;徐诺;吴勇军;黄玉辉;洪子健;

单位:浙江大学材料科学与工程学院;

摘要:复合固态电解质因其具有高柔韧性、安全性、与电极间的良好接触、高离子电导率等诸多优点而具有重要的研究价值。本实验以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为基体,以石榴石型固体氧化物Li_(6.4)La_3Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)(LLZTO)和硫化物电解质Li_(10)GeP_2S_(12)(LGPS)为无机填料,合成了柔性复合固态电解质薄膜,研究了LLZTO和LGPS的含量对电解质的热稳定性、机械性能、电化学稳定性及离子电导率等性能的影响,同时对全电池的电化学性能进行了表征。结果表明,LLZTO的添加有利于提升其热稳定性、电化学窗口、机械性能和离子迁移数,而LGPS的添加能有效提高电解质薄膜的离子电导率并降低极化电压。当LLZTO和LGPS的质量分数均为10 wt%时,复合固态电解质具有良好的柔性、优异的机械性能(杨氏模量>180 MPa,抗拉强度>14 MPa)、较宽的电化学稳定窗口(4.489 V)、较高的离子电导率(25℃时为0.6 mS/cm)和良好的电化学性能(首次放电比容量为208.1 mAh/g, 200次循环后的库伦效率>99%)。

关键词:锂离子电池;;柔性复合固态电解质;;离子电导率