最近的一篇论文发表在杂志上ACS应用能源材料欧洲杯足球竞彩重新执行的可行性屏蔽电极上电化学阻抗谱(EIS)测量单离子导电聚合物固体电解质的电导率(SIC-SPEs)。
研究:评论:电导率测量单离子的特殊情况进行电解质屏蔽电极。图片来源:Kenishirotie / Shutterstock.com
背景
(李)锂金属电池固体电解质为下一代系统越来越被调查由于性能现有锂离子(李的局限性+)电池。Li-metal电池被认为是有益的能量密度/具体的能源和安全。
最近,有机聚合物材料受到了相当大的关注一样固态电解质主机与电极具欧洲杯足球竞彩有良好的稳定性和润湿性。不过,spe具有可怜的李+运输/转移数量和离子导率与一些无机固体电解质相比,这限制了spe的应用到更高的温度。
进行了几项研究调查spe的离子导率。通常,EIS屏蔽电极,如不锈钢(StS),用于精确确定电解液的电导率和阻抗值。
在spe,单离子传导可以减少过电压,从而防止electrode-electrolyte接口和合成的浓差极化tip-growing李树突增长。然而,上面的浓差极化只能阻止异常高的阈值电流,这是一个巨大的挑战。
离子和聚合物之间的共价键SIC-SPEs确保离子运输发生只有通过李+。尽管一些变体在类、制造、合成、和设计SIC-SPEs达到良好的移情数字,李+在这些电解质电导率仍是一个重大挑战。
因此,好转移数据泄露是由于贫穷+导率。同时实现高+电导率和良好的迁移数直到现在已经非常困难。
这项研究
在这项研究中,研究人员重新考虑电导率测定方法使用基于屏蔽电极阻抗光谱细胞中通过比较dual-ion进行(DIC) spe和SIC-SPE阻塞/李和阻塞/ StS电极。这项研究旨在实现更battery-realistic的结论和方法,以确保准确的解释和促进更系统的研究和开发(研发)的spe,特别是SIC-SPEs。
聚环氧乙烷(PEO),聚乙二醇利用(PEGDMA),双锂(trifluoromethanesulfonyl)酰亚胺(LiTFSI)移动anion-based SPE /锂3 -((三氟甲烷)-sulfonamidosulfonyl)甲基丙烯酸丙酯(LiMTFSI)固定anion-based SPE, 2-hydroxy-2-methylpropiophenone涨跌互现,混合物被存储为一个h在真空袋袋60岁oC。
聚酯箔之间的合成gum-like材料放置床单和15杆施加压力,要求获得10分钟60oC获得膜。随后,垫片是用来控制和膜的厚度范围内的100±5μm。
一个紫外线(紫外线A)多维数据集被用来治疗60岁10分钟的膜oc在紫外光固化,PEO-based网络成立,MTFSI−阴离子在PEO网络与LiMTFSI膜。
两个电极细胞聚集在coin-cell类型套管,在聚合物膜的聚酯箔间隔环内夹在李/ StS /铜/铝(Al)电极(铜)。
一个Arbin仪器电池测试系统来执行galvanodynamic气候室实验60oc。研究人员还在1 MHz表现EIS与10μA厘米1赫兹频率范围−2应用模拟电池电流振幅。Horiba科学利用共聚焦拉曼显微镜来分析电极间期。
观察
细胞基于屏蔽电极表现出显著降低电极阻抗细胞相比,基于非阻塞DIC-SPEs使用时,这表明,屏蔽电极的EIS是适合确定DIC电解质的离子电导率。
然而,基于屏蔽电极表现出异常的细胞高阻抗细胞相比,基于非阻塞电极SIC-SPEs使用时,表明EIS屏蔽电极是无效的决定的电导率值SIC-electrolytes方法所需的离子迁移,在SIC电解质是不可能的。
阳离子和阴离子的运动细胞中必不可少的电荷补偿是基于屏蔽电极。然而,MTFSI无法移动−离子SIC-SPEs阻碍这一过程,导致在这些细胞电解质阻抗高,导电性差。
因此,基于屏蔽电极的电导率值获得细胞/ StS SIC-SPEs battery-relevant应用程序无关的基于非阻塞电极,比如李,负离子运动不扮演重要角色在电中性离子电导率在细胞中可以实现+运动。低阻抗是在李| |李与SIC-SPEs细胞,导致更高的电导率。
李SIC-SPE分解非阻塞/电极由于无效的固态电解质间期细胞阻抗稳步增加,表明李不太适合电极阻抗的调查。铝和铜铜| | | | Al细胞,显示非阻塞行为随着李| |李细胞,获得更多更适合battery-realistic和实际没有相间阻抗的问题。
总而言之,这项研究的结果表明,EIS上屏蔽电极的电导率是一个无效的方法调查SIC-SPEs为电池的应用。非阻塞电极,特别是铝和铜,适合执行battery-relevant阻抗调查。
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源
冬天,M。Stolz, L。菲佛,F。等。评论:电导率测量单离子的特殊情况进行电解质屏蔽电极。ACS应用能源材料欧洲杯足球竞彩2022年。https://doi.org/10.1021/acsaem.2c01034
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