郭玉国:功能性聚合物改善电极与固态电解质界面问题

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全固态电池具有能源密度高，安全性能好等优点，有望应用于下一代高能量密度储能装置。需要指出的是全固态电池仍然存在一些问题， 如电极材料体积变化大、电极-电解质界面电阻高、活性材料负载量低、循环稳定性差、安全性能低等。由于全固态电池中固态电解质与电极之间的接触是直接的物理接触，因此界面浸润性较差。不理想的界面浸润性严重影响了全固态电池的容量，这种不利影响在高倍率情况下尤为突出。同时电极-电解质界面处发生的副反应对全固态电池的性能有一定的影响。随着电压或温度的升高，副反应会进一步降低全固态电池的容量。

近日，中科院化学所的Shi Ji-Lei, Wang Chu-Ru和郭玉国团队报道了电极-固态电解质界面改性的最新研究进展。研究人员通过在NCM正极材料表面引入聚丙烯腈-丁二烯(PAB)包覆层，不仅有效抑制了电池在循环过程中的副反应，而且有效改善了电极-固态电解质之间的界面接触情况。研究发现PAB界面改性的全固态电池具备优异的电化学性能：在3.0 C的电流密度下比容量可达99 mAh g-1, 循环400圈后仍保持75％的容量。相关成果以“Ameliorating the Interfacial Problems of Cathode and Solid-State Electrolytes by Interface Modification of Functional Polymers”为题发表在Advanced Energy Materials上。