Elektrolit Polimer Padat dengan Antarmuka Elektrolit Katoda yang Diperkaya Anorganik yang Memungkinkan Baterai Lithium-ion Solid-state 5,1 V

Abstrak
Pembuatan elektrolit polimer padat (SPE) merupakan strategi efektif untuk mendapatkan baterai lithium-ion padat (SSLIB) yang aman dan padat energi. Namun, tantangannya terletak pada perolehan SSLIB tegangan tinggi karena kurangnya SPE yang stabil secara elektrokimia dan degradasi katode tegangan tinggi di atas 5 V. Oleh karena itu, kami menggunakan kalkulasi kimia kuantum untuk menyaring polimer poli (vinilidena fluorida-ko-trifluoroetilena-ko-klorotrifluoroetilena) (disebut sebagai PVTF) dengan kemampuan antioksidan yang kuat untuk membuat SPE yang stabil untuk SSLIB tegangan tinggi. Lebih jauh, aditif kurban (litium difluorofosfat, LiDFP) diperkenalkan dalam SPE PVTF untuk membangun lapisan antarmuka elektrolit katode (CEI) berkualitas tinggi untuk menstabilkan katode LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO), yang dilambangkan sebagai PVTF1.0@LiDFP. Sel Li|PVTF1.0@LiDFP|LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) yang beroperasi pada 5,1 V mempertahankan kinerja siklus yang sangat baik dan kinerja laju yang luar biasa, mempertahankan siklus hidup yang panjang lebih dari 200 siklus dan mencapai kemampuan laju tinggi hingga 2 C. Metode karakterisasi komplementer digunakan untuk mengamati evolusi antarmuka katode secara dinamis, yang mengungkapkan bahwa stabilitas antioksidan yang tinggi dari kerangka PVTF polimer dan penggabungan aditif LiDFP untuk membentuk CEI berkualitas tinggi yang diperkaya dengan komponen anorganik, mewujudkan kinerja sel Li|PVTF1.0@LiDFP|LNMO yang unggul. Secara keseluruhan, wawasan yang diperoleh dari studi kami memberikan dasar yang kuat untuk pengembangan SSLIB tegangan tinggi.