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Nano Energy：​基于聚合物的固态电解质，具有超过300°C的超高温稳定性，适用于石油钻探行业的高温锂离子电池

发布者：【浩博电池资讯】   发布时间：   点击量：651
高温锂离子电池（HLBs）是随钻测井（LWD）设备中的关键组件，促进了在超过一万米的极端高温条件下获取、分析和传输数据。传统电池无法在超过10000米的深度遇到的极端高温条件下保证LWD操作的可靠电力供应。此外，为这些应用开发专用电池的步伐相对较慢。

鉴于这些考虑，本工作提出了一项新建议：为HLB设计一种复合固态电解质（CSE）。通过真空过滤法制备了在超过350°C温度下热稳定的聚醚醚酮（PEEK）纳米纤维膜，并将其与Li7La3Zr2O12（LLZO）复合。在室温下，PEEK-LLZO复合材料显示出1.11 mS·cm⁻¹的离子导电性，并在锂-锂对称电池中表现出长达3500小时的稳定性。初始放电比容量在0.5 C倍率下记录为132.9 mAh·g⁻¹，在500个循环后下降至86.6%。采用密度泛函理论（DFT）模拟来阐明CSE系统中锂离子传输机制。值得注意的是，CSE显示出显著的热稳定性，性能阈值超过300°C。CSE系统在250°C时的离子导电性达到2.40 mS·cm⁻¹，与LLZO系统相比提高了两倍，与LiTFSI熔盐系统相比提高了十一倍。此外，CSE在250°C和1 C倍率下的初始放电比容量确定为123.3 mAh·g⁻¹，在50个循环后保留了92.8%的容量。这些发现表明，CSE具有高安全性、优异的循环稳定性和在高温锂离子电池应用中的巨大潜力。
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Polymer-Based Solid Electrolyte with Ultra Thermostability Exceeding 300 °C for High-Temperature Lithium-Ion Batteries in Oil Drilling Industries Nano Energy ( IF 16.8 ) Pub Date : 2024-11-13 , DOI: 10.1016/j.nanoen.2024.110475 Xinke Dai, Kaixuan Zhou, Long Zhang, Tianyu Wu, Hai-Mu Ye, Xia Cao, Yu Han, Guoyong Huang, Shengming Xu


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