AEM：二维氟化石墨烯增强固体聚合物电解质助力高性能固态锂电池

固体聚合物电解质(SPEs)在固态锂电池中有极大的应用前景，但其较差的机械性能和不可控的电极/电解质界面反应等问题极大限制了其整体电化学性能。

近日，北京航空航天大学宫勇吉教授，青岛大学郭向欣教授报道了一种2D氟化石墨烯增强的PVDF-HFP-LiTFSI (FPH-Li)聚合物电解质的设计，以解决这些挑战。

文章要点

1）均匀分散的氟化石墨烯诱导了独特的晶粒细化效应，在不过度增加聚合物电解质厚度的情况下有效提高了机械性能。聚合物颗粒尺寸的显著减小增强了界面锂离子（Li-ion）传输并使Li-离子通量均匀化，从而提高了Li-离子导电性并促进了均匀的镀锂/剥离。

2）综合表征结果表明，氟化石墨烯参与了稳定的人工界面的构建，这有效地防止了锂金属负极和溶剂化分子之间的副反应。因此，使用薄的FPH-Li聚合物电解质(厚度约为45 μm)能够在锂/锂对称电池中实现长期的镀锂/剥离，具有小过电位，开发的Li/LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂全电池实现了稳定循环，1.0 C下的平均库仑效率高达99.5%。

这项工作验证了2D材料在改善聚合物电解质综合性能方面的有效性，并促进了SPEs在高性能固态锂电池中的应用。

参考文献

Pengbo Zhai, et al, Two-Dimensional Fluorinated Graphene Reinforced Solid Polymer Electrolytes for High-Performance Solid-State Lithium Batteries, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202200967

https://doi.org/10.1002/aenm.202200967