PEO-LITFSI-SIO2-SNシステムは、全固体状態のリチウムイオン電池にポリマー電解質の適用を促進します

オールソリッド状態のポリマーリチウムイオン電池は、高エネルギー、安全性、柔軟性のため、次世代の充電可能なリチウムイオン電池に最適です。すべてのポリマー電解質の中で、PEOベースのポリマー電解質は、さまざまなリチウム塩を溶解できるため、広範な注目を集めています。ただし、純粋なPEOベースのポリマー電解質のイオン導電率は、高い結晶性とセグメントの動きが悪いために制限されています。無機フィラーSiO2ナノスフェアと可塑剤コキノナイトリル（SN）がPEOマトリックスに導入され、PEOの結晶化が改善され、アモルファス領域の形成を促進し、PEOチェーンセグメントの動きを改善します。ここでは、PEO18-LITFSI-5％SIO2-5％SNコンポジット固体ポリマー電解質（CSPE）がソリューションキャスティングによって調製されました。電解質の高いイオン導電率は、60°Cで最大3.3×10-4秒cm-1で実証されました。一方、LifePO4/CSPE/LI All-Solid-Stateバッテリーの電気化学性能をテストし、排出能力は0.5 Cで157.5 MAH G-1、60°Cで100サイクル後に99％の容量保持速度を試しました。このシステムは、効率的なオールソリッド状態のリチウムイオン電池の開発のための実行可能な戦略を提供します。

All-solid-state polymer lithium-ion batteries are ideal choice for the next generation of rechargeable lithium-ion batteries due to their high energy, safety and flexibility. Among all polymer electrolytes, PEO-based polymer electrolytes have attracted extensive attention because they can dissolve various lithium salts. However, the ionic conductivity of pure PEO-based polymer electrolytes is limited due to high crystallinity and poor segment motion. An inorganic filler SiO2 nanospheres and a plasticizer Succinonitrile (SN) are introduced into the PEO matrix to improve the crystallization of PEO, promote the formation of amorphous region, and thus improve the movement of PEO chain segment. Herein, a PEO18-LiTFSI-5 %SiO2-5 %SN composite solid polymer electrolyte (CSPE) was prepared by solution-casting. The high ionic conductivity of the electrolyte was demonstrated at 60 °C up to 3.3×10-4 S cm-1. Meanwhile, the electrochemical performance of LiFePO4/CSPE/Li all-solid-state battery was tested, with discharge capacity of 157.5 mAh g-1 at 0.5 C, and capacity retention rate of 99 % after 100 cycles at 60 °C. This system provides a feasible strategy for the development of efficient all-solid-state lithium-ion batteries.