将石墨与对苯二甲酸锂有机电极结合用于固态聚合物电解质中

《ChemSusChem》：Coupling Graphite with Lithium Terephthalate Organic Electrode in Solid Polymer Electrolytes

本研究系统探究了含磺酰亚胺基团的聚醚基固态电解质中锂苯并二酸酯（LTPA）与石墨电极的协同效应，发现石墨与少量LTPA复合电极具有更高的库伦效率和循环稳定性，从而提升可持续电池技术的安全性及效能。

　　

摘要

有机电活性材料（OEMs）具有优异的结构可设计性，并且可以通过生物质或工业塑料回收轻松获得，它们已成为未来电池技术的重要组成部分。将OEMs与非挥发性固体电解质结合使用，可以提高可充电电池的技术可持续性和固有安全性。本报告重点研究了代表性的基于羰基的OEM材料——对苯二甲酸锂（Li₂C₈H₄O₄，LTPA）以及常用的石墨负极，并利用两种磺酰胺阴离子（即双（氟磺酰）亚胺和双（三氟甲磺酰）亚胺）的聚醚基电解质，系统地探讨了它们的基本性质，旨在阐明OEMs的独特特性及其与盐阴离子的协同作用。研究结果表明，LTPA在聚合物电解质中的电子导电性较差，而低分子量化合物的副反应和共嵌入现象会限制纯石墨材料的性能。令人惊讶的是，由石墨和少量LTPA组成的复合电极在多次循环后表现出更高的库仑效率和更好的容量保持能力，同时显著提高了石墨的电化学利用率。OEMs与经典石墨电极材料在聚合物电解质中的协同作用可能会推动固态电池的架构设计发展，并促进更可持续电池技术的实现。

图形摘要

将有机电活性材料与固体聚合物电解质（SPEs）结合使用，显著提高了可充电电池的技术可持续性和安全性。本研究系统地表明，有机对苯二甲酸锂与无机石墨材料之间的协同作用有助于提高SPEs中的库仑效率和石墨的电化学利用率。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。