基于增塑剂界面化学调控构建高性能硅负极准固态锂离子电池

本研究针对准固态锂离子电池中硅负极与聚合物电解质界面兼容性差的难题，开发了采用DEGDME和FEC协同增塑的PVDF-HFP基电解质体系。该设计通过促进界面稳定簇形成，显著提升离子电导率(2.14 mS cm?1)和电极稳定性(Si负极在2 A g?1下循环200次容量保持1843.6 mAh g?1)，为高能量密度电池界面工程提供新策略。

　　

通过创新性地将二乙二醇二甲醚(DEGDME)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)作为增塑剂引入聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯(PVDF-HFP)基质，研究人员成功构建了新型准固态聚合物电解质(QSPEs)。该体系在硅(Si)负极界面诱导形成有利的簇状结构，实现快速脱溶剂化过程并具备高还原稳定性，有效抑制电解质分解反应。所制备电解质展现2.14 mS cm^?1的优异离子电导率，支持Si负极在2 A g^?1大电流密度下经200次循环仍保持1843.6 mAh g^?1的高比容量，且在超过10 A g^?1的超高倍率下仍表现出卓越性能。本研究从分子层面揭示了增塑剂在固-电解质界面(SEI)的动态演化机制，阐明了其对电极性能的协同增强效应，为通过界面兼容性设计提升准固态电池性能提供了重要理论依据。