李宇寒博士、翁凌教授，CEJ：用于全固态锂金属电池的聚酰亚胺纤维复合聚合物固态电解质- 大数跨境

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李宇寒博士、翁凌教授，CEJ：用于全固态锂金属电池的聚酰亚胺纤维复合聚合物固态电解质

科学材料站

2022-03-25

导读：该观点文章报道了聚酰亚胺纤维改性复合聚合物固态电解质在全固态锂金属电池中的应用研究。

文章信息

用于全固态锂金属电池的聚酰亚胺纤维复合聚合物固态电解质

第一作者：李宇寒

通讯作者：翁凌*

单位：哈尔滨理工大学，香港城市大学

研究背景

较高的理论比容量锂金属被认为是理想的负极材料，由于锂在电解质和电极界面处的非均匀电沉积，限制了锂金属电池的广泛应用金属（锂枝晶的生长），导致锂负极的粉化和不受限制的体积膨胀。

将有机液态电解液替换成聚合物固态电解质是增加界面稳定性抑制锂枝晶的有效办法。基于聚酰亚胺高弹性模量、热稳定性和电化学性能，设计了一种与聚酰亚胺纤维共混的新型复合聚合物固体电解质。聚酰亚胺纤维提高了复合电解质的弹性模量和拉伸强度，并在电解质体系中形成有效的离子传输网络层。

文章简介

在这里，哈尔滨理工大学翁凌教授课题组在国际知名期刊Chemical Engineering Journal上发表题为“Polymer nanofibers framework composite solid electrolyte with lithium dendrite suppression for long life all-solid-state lithium metal battery”的观点文章。该观点文章报道了聚酰亚胺纤维改性复合聚合物固态电解质在全固态锂金属电池中的应用研究。

图1.聚酰亚胺复合聚合物固态电解质的内部结构示意图和电解质的光学照片。

图2.聚酰亚胺复合聚合物固态电解质的锂锂对称电池循环性能和曲线细节图。

本文要点

要点一：聚酰亚胺纤维增强聚合物电解质的力学性质

力学稳定性和力学强度是聚合物固态电解质能够应用于全固态锂金属电池的关键，聚酰亚胺改性的聚合物固态电解质体系展示出较高的拉伸强度和高弹性模量。

要点二：聚酰亚胺纤维增强聚合物电解质的电化学性质

聚酰亚胺纤维不仅提高了电解质的锂离子迁移数，还同时加强聚合物固态电解质在高电压下的电化学稳定性，拓宽了电解质体系的电化学窗口，为匹配高电压正极材料奠定了基础。

要点三：展望

将物理化学性质稳定的聚合物纤维与聚合物固态电解质体系相结合，具有制备工艺简便，环境友好，具有大规模生产的潜力。

文章链接

Polymer nanofibers framework composite solid electrolyte with lithium dendrite suppression for long life all-solid-state lithium metal battery

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S138589472201316X

通讯作者简介

翁凌教授 2008年博士毕业于哈尔滨工业大学材料学专业。2018.11-2019.11美国凯斯西储大学访问学者。中国电工技术学会绝缘材料于绝缘技术专委会委员，国家自然科学基金委项目评审专家，教育部学位中心评审专家，黑龙江省/北京市/广东省/湖南省等多个省市科学技术奖励评审专家，全国复合材料学会高级会员。

主要从事新能源材料及器件、先进聚合物基复合材料等领域的研究工作，在聚合物基介电功能复合材料的研制、工程电介质材料的理论及实际应用等方面有较深入的研究。主持国家自然科学基金面上项目、黑龙江省自然科学基金面上项目、广东省产学研合作研究项目等10余项，发表SCI论文60余篇，出版专著1部，授权专利9项。指导学生完成国家级、省级大学生创新创业项目多项。

第一作者简介

李宇寒 博士哈尔滨理工大学，博士后/讲师。研究方向为全固态锂电池、锂金属负极保护工作。以第一作者发表SCI论文8篇，主持哈尔滨理工大学科研启动基金、黑龙江省自然科学基金联合引导项目。