上交尚文/邓涛AFM：液态金属-弹性体密封件用于可拉伸有机电解质锂离子电池

可穿戴电子产品的快速发展需要可拉伸电池。有机电解质基锂离子电池（LIBs）具有能量密度高、工作电压范围宽的优点，在电力市场上占有很大的份额。由于对水分和氧气的高敏感性，当它们直接暴露于空气中时，很难获得长期可靠的基于可拉伸有机电解质的LIBs。

在此，上海交通大学尚文，邓涛等人得益于液态金属（LM）卓越的气体不渗透性和聚异丁烯（PIB）对反应性酸性气体分子相对良好的阻隔性能，LM-PIB密封被证明适用于基于有机电解质的LIBs。在密封中，LM可以防止氧气和水蒸气的向内渗透，PIB可以阻止基于有机电解质的LIBs操作过程中副反应产生的水解酸的向外渗透，这有助于防止水解酸和LM之间的有害相互作用。

图1. 不同可拉伸有机电解质基 LIB 的密封性能

总之，该工作利用LM优异的气密性和低杨氏模量以及PIB相对良好的酸性气体阻隔性等优点，展示了用于可拉伸有机电解质基LIB的稳定LM-PIB密封。该密封件实现了 2.7-4.1 V 的宽工作电压区间和 120 mAh g⁻¹ 的较高比容量。

本文采用LM-PIB密封，有机电解质基锂离子电池表现出稳定的性能，40次循环后容量仍保持在92.64%，并且在不同变形循环下也表现出稳定的运行。通过在氧化镍/石墨体系中加入保护性添加剂，可以进一步提高容量保持能力。因此，LM-PIB 密封件的性能为未来稳定的可拉伸有机电解质电池提供了有希望的方向。

图2. 可拉伸有机电解质锂离子电池的应用

Liquid Metal–Elastomer Seals for Stretchable Organic Electrolyte-Based Lithium-Ion Batteries, Advanced Functional Materials 2023 DOI: 10.1002/adfm.202309861

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