固態聚合物電解質用納米碳化鉬

爲了彌補現有固態聚合物電電解質（SPE）的不足，哈爾濱理工大學李麗波研究團隊就使用了不同形貌和結構的納米碳化鉬（顆粒：P-Mo2C，片狀：F-Mo2C ）來改善它，使之擁有更好的化學/電化學穩定性以及能在界面間生成穩定的固體電解質界面膜（簡稱“SEI膜”）。

作爲全固態鋰電池的重要部件之一，固態電解質的發展深受廣大化學家的關注。其中，固態聚合物電解質雖然具有電導率高、力學性能良好、重量輕和加工容易的優點，但是也存在1個致命的缺點：其在接觸鋰金屬時電化學不穩定，在充放電過程中傾向于形成不穩定的SEI膜，進而會降低鋰離子電導率和增加界面電阻。 

另外，SEI膜的不均勻化學成分還會導致負極材料和電解質之間的界面電荷密度分布不均勻，增大了局部電流密度，進而導致死“鋰”現象的産生。總的來說，SEI膜如果化學穩定性不佳和成分不均勻的話，就會嚴重影響固態鋰電池的使用壽命和安全性。

有鑒于此，哈爾濱理工大學研究者就使用納米碳化鉬來作爲固態聚合物電解質（爲聚偏氟乙烯和聚偏氟乙烯-六氟丙烯）的無機填料。Mo2C由于有六方晶系結構和原子軌道部分重叠構建特殊的電荷通道，而實現鋰離子順利遷移和均勻沉積。

研究表明，含有Mo2C的聚合物電解質在室溫下的離子電導率爲7.27×10-4S/cm，電化學穩定窗爲4.23V，鋰離子轉移數爲0.63，幷且生成了穩定的SEI膜幷抑制了枝晶的生長；組裝的固態電池經過500次循環，容量保持率爲51.6%。該研究成果以“Gentle Haulers of Lithium-Ion-Nanomolybdenum Carbide Fillers in Solid Polymer Electrolyte”爲題，發表在國際期刊ACS Energy Letters上。

擴展資料：

SEI膜一般是指在鋰離子電池首次充放電過程中，電極材料與電解液在固液相界面上發生反應，形成一層覆蓋于電極材料表面的鈍化膜。它的形成會對電極材料的性能産生重大影響：一是會消耗部分鋰離子，進而導致電極材料的充放電效率降低；二是它能有效防止溶劑分子嵌入電極材料中，從而對電極材料造成的破壞。

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