中央研究院之科技研發績效 (5) TFSI- 陰離子與MoO3-x 氧缺陷之相互作用提升陽極支撐之固態聚合物電解質的 離子電導率 固態電解質應具備高離子導電度、低界面阻抗、優良機械性能和穩定性。儘管 聚乙烯氧化物被廣泛研究作為固態聚合物電解質的潛在聚合物基材,但其存在離子 導電度低、易燃、鋰枝晶生長和機械強度差等問題。在這項研究中,我們開發一種 具有氧缺陷三氧化鉬納米皮帶作為被動納米填充劑的複合陽極支撐固態聚合物電解 質,以解決這些問題。三氧化鉬納米皮帶的合成簡單、經濟且可量產,可實現固態 聚合物電解質的大規模生產。相對於單純聚乙烯氧化物的固態聚合物電解質,具有 5%三氧化鉬納米皮帶的複合固態聚合物電解質在60℃時表現出較高的離子導電度 (4.28×10–4 S cm-1)、較佳機械強度,卓越的充放電循環性能和較低的燃燒性。 離子導電度的提升來自鋰鹽在氧缺陷作為路易斯酸位點存在的情況下有較佳的解離 性,以及氧缺陷三氧化鉬納米皮帶可提供較短擴散途徑。我們的研究是第一次在反 應過程中使用氣相色譜和質譜法評估納米填充劑如何影響固態聚合物電池中氣體產 物的生成。在60℃條件下,一個電池,包含磷酸鋰鐵陽極、複合固態電解質,以及 一個鋰陰極,在第50 個循環以0.1C的速率提供了約145 毫安時每克的容量。 17
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