Dielectric MXene 유도 자기 구축 전기장이 고분자 전해질에서 리튬 이온 수송을 촉진하고 고전압 주기 안정성을 유도함

요약 준고체 고분자 전해질(QPE) 리튬(Li) 금속 배터리는 고에너지 밀도 배터리의 적용에서 큰 가능성을 지니고 있지만, 낮은 이온 전도도와 불량한 산화 안정성으로 어려움을 겪고 있습니다. 여기서는 MXene의 종료 최적화를 통해 Li+ 이동을 향상시키고 LiTFSI에서 탄소-플루오린 결합 분해의 열화 동역학을 가속화하기 위한 새로운 자기 구축 전기장(SBEF) 전략이 제안됩니다. 이 중에서, 유전성 Nb4C3F2 MXene에 의해 유도된 SBEF는 높은 전도성을 가진 LiF가 풍부한 SEI 및 CEI 안정 인터페이스를 효과적으로 구축하며, QPE의 전기화학적 성능을 향상시킵니다. 관련된 리튬 이온 전달 메커니즘과 이중 보강 안정 인터페이스는 ab initio 분자 역학, COMSOL, XPS 깊이 프로파일링 및 ToF-SIMS를 사용하여 철저히 조사되었습니다. 이 포괄적인 접근 방식은 1.34 mS cm−1의 높은 전도도를 결과로 도출하여, 6000시간 후 Li//Li 대칭 셀에 대해 약 25 mV의 작은 분극을 초래합니다. 또한, 최대 4.6 V의 고전압에서 연장된 사이클 수명을 가능하게 합니다. 전반적으로, 이 연구는 QPE에 대한 MXene의 적용 범위를 넓히고, QPE 기반 고전압 배터리에서 자가 구축 전기장의 큰 잠재력을 고무합니다.