Polímero compuesta biodegradable como electrolito gel avanzado para batería de litio-metal en estado cuasi-sólido

El desarrollo de electrolitos de polímero gel de bajo costo y ecológicos (GPEs) con una amplia ventana, compatibilidad ideal y estabilidad estructural es una medida efectiva para lograr baterías de litio-metal de alta densidad energética de manera segura. En este trabajo, se sintetiza y utiliza una membrana de nanofibras compuesta biodegradable de policrilonitrilo/ácido poli-L-láctico (PAL) como un esqueleto robusto para los GPEs. La membrana de nanofibras 3D (PAL-3-C12) preparada con una relación de peso ajustada de policrilonitrilo (PAN)/ácido poli-L-láctico (PLLA) y concentración de solución de hilado presenta una estabilidad térmica decente, biodegradabilidad y absorbabilidad de electrolito líquido. El “efecto de pasivación” del PAN sobre el metal de litio se alivia eficazmente por los enlaces de hidrógeno formados en las cadenas de PAL. Estas ventajas permiten que los GPEs de PAL funcionen de manera estable a 5.17 V mientras mantienen alta conductividad iónica, así como excelente resistencia a la corrosión y propiedades dieléctricas. La compatibilidad interfacial de los GPEs optimizados promueve el funcionamiento estable de una batería simétrica Li||PAL-3-C12 GPEs||Li durante 1000 h a 0.15 mA cm−2/0.15 mA h cm−2, y la celda completa de LiFePO4 mantiene una retención de capacidad del 97.63% después de 140 ciclos a 1C.