固态聚合物电解质用纳米碳化钼

为了弥补现有固态聚合物电电解质（SPE）的不足，哈尔滨理工大学李丽波研究团队就使用了不同形貌和结构的纳米碳化钼（颗粒：P-Mo2C，片状：F-Mo2C ）来改善它，使之拥有更好的化学/电化学稳定性以及能在界面间生成稳定的固体电解质界面膜（简称“SEI膜”）。

作为全固态锂电池的重要部件之一，固态电解质的发展深受广大化学家的关注。其中，固态聚合物电解质虽然具有电导率高、力学性能良好、重量轻和加工容易的优点，但是也存在1个致命的缺点：其在接触锂金属时电化学不稳定，在充放电过程中倾向于形成不稳定的SEI膜，进而会降低锂离子电导率和增加界面电阻。 

另外，SEI膜的不均匀化学成分还会导致负极材料和电解质之间的界面电荷密度分布不均匀，增大了局部电流密度，进而导致死“锂”现象的产生。总的来说，SEI膜如果化学稳定性不佳和成分不均匀的话，就会严重影响固态锂电池的使用寿命和安全性。

有鉴于此，哈尔滨理工大学研究者就使用纳米碳化钼来作为固态聚合物电解质（为聚偏氟乙烯和聚偏氟乙烯-六氟丙烯）的无机填料。Mo2C由于有六方晶系结构和原子轨道部分重叠构建特殊的电荷通道，而实现锂离子顺利迁移和均匀沉积。

研究表明，含有Mo2C的聚合物电解质在室温下的离子电导率为7.27×10-4S/cm，电化学稳定窗为4.23V，锂离子转移数为0.63，幷且生成了稳定的SEI膜幷抑制了枝晶的生长；组装的固态电池经过500次循环，容量保持率为51.6%。该研究成果以“Gentle Haulers of Lithium-Ion-Nanomolybdenum Carbide Fillers in Solid Polymer Electrolyte”为题，发表在国际期刊ACS Energy Letters上。

扩展资料：

SEI膜一般是指在锂离子电池首次充放电过程中，电极材料与电解液在固液相界面上发生反应，形成一层覆盖于电极材料表面的钝化膜。它的形成会对电极材料的性能产生重大影响：一是会消耗部分锂离子，进而导致电极材料的充放电效率降低；二是它能有效防止溶剂分子嵌入电极材料中，从而对电极材料造成的破坏。

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