AEM: 准固态电解质中的不对称表面电荷效应诱导电荷分离，实现可持续阴离子存储

与传统的锂离子电池系统相比，石墨阴极中的阴离子插层为开发具有突破性功率密度的电池开辟了道路。本研究探索了表面带电纳米粘土增强的凝胶聚合物电解质( GPE )对双离子电池( DIBs )的增强作用，重点是克服电解质分解、阴离子-溶剂共掺杂以及石墨阴极界面不稳定等传统难题。通过在GPE中加入蒙脱石、高岭石和哈洛石等三种纳米粘土，对它们进行了比较，并评估了它们对DIB的电化学特性、离子传导和机械完整性的影响。我们特别关注了埃洛石，因为其不同的内外表面电荷可产生电荷分离，促进锂离子的最佳传输，并减轻阴离子与溶剂之间的不良相互作用。这些结果表明，加入了埃洛石的 GPE（HS-G）显著提高了DIB性能，具体表现为延长了循环寿命，在20 ℃的快速充放电速率下仍能保持稳定的容量，以及在宽温度范围（0-60 ℃）内的运行稳定性。这些改进归功于HS-G独特的结构优势，包括有效的电荷分离、增强的阴离子扩散和减少的溶剂共掺杂，为先进的DIB应用提供了一种环保且经济高效的方法。

图文简介

示意图展示了Li+和PF6-离子的溶剂化结构a )液体电解质( LE )和b )埃洛石掺杂的凝胶聚合物电解质( HS-G )，以及对电池操作的影响。

纳米粘土掺杂GPEs的表征

纳米粘土掺杂GPEs中Li+和PF6-离子溶剂化结构的化学分析和理论计算

纳米粘土掺杂GPEs的循环性能及表面元素分析

纳米粘土掺杂的GPEs在不同条件下的电化学性能

论文信息

通讯作者：Jaegeon Ryu, Jeong Woo Han, Soojin Park