सॉलिड-स्टेट लिथियम मेटल बैटरी के लिए उच्च-प्रदर्शन यौगिक इलेक्ट्रोलाइट: पॉलीविनाइलपिरोलिडोन मिश्रण और अकार्बनिक भराव समावेश के माध्यम से आयनिक चालकता और आवेशीय संगतता को बढ़ाना

सुरक्षित और उच्च-ऊर्जा-घनत्व सॉलिड-स्टेट लिथियम मेटल बैटरियों के विकास में सबसे महत्वपूर्ण चुनौतियों में से एक उच्च आयनिक चालकता प्राप्त करना और ठोस इलेक्ट्रोलाइट और इलेक्ट्रोड के बीच अच्छी आवेशीय संगतता सुनिश्चित करना है। इन चुनौतियों को दूर करने के लिए, अध्ययन में एक यौगिक इलेक्ट्रोलाइट का प्रस्ताव किया गया है, जो पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट (PVDF-HFP) और पॉलीविनाइलपिरोलिडोन (PVP) का उपयोग करते हुए और लिथियम बिस(ट्रिफ्लोरोमेथेनसल्फोनील)इमाइड (LiTFSI) नमक और मध्य-एंट्रॉपी अकार्बनिक भराव Li 1.5 Sn 1.0 Al 0.5 Zr 0.5 (PO 4 ) 3 के संयोजन से एक समाधान कास्टिंग विधि के माध्यम से बनाया गया है। अनुकूलित सिरेमिक भराव के साथ पॉलिमर मिश्रण 1.48 × 10 −4 S cm −1 की असाधारण कमरे के तापमान की आयनिक चालकता, 0.74 का अत्यधिक उच्च Li-आयन स्थानांतरण संख्या, और 4.58 V तक की विद्युत रासायनिक स्थिरता दिखाता है। यौगिक इलेक्ट्रोलाइट के साथ निर्मित सममित Li||Li सेल 2 mA cm −2 पर >500 घंटे के लिए समरूप Li + डिपोजिशन/स्ट्रिपिंग प्रदर्शित करता है। इसके अतिरिक्त, LiFePO 4 कैथोड और लिथियम एनोड के साथ एक पूर्ण सेल तैयार किया गया है और 2C पर 1000 चक्रों के बाद 78% क्षमता बनाए रखने के साथ उत्कृष्ट विद्युत रासायनिक प्रदर्शन दिखाता है। इस अध्ययन के निष्कर्ष तेजी से चार्ज होने वाले लिथियम बैटरी के लिए व्यावहारिक अकार्बनिक पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट के विकास को बढ़ावा देते हैं।