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ACS Nano：纳米交联剂上离子传输路径的重排助力具有高室温离子电导率的全固态电解质

Nanoyu
2021-12-15



聚氧化乙烯（PEO）基固态聚合物电解质具有较低的室温离子电导率（RTσ），严重制约了其在锂电池中的应用。

近日，华东理工大学王庚超教授报道了将丙烯酰胺（AM）引入到聚乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯-聚乙二醇双丙烯酸酯（P-P）中。

文章要点

1）研究发现，AM的多重氢键使原来的单一锂环境（Li···O−C）扩展为三种类型（Li···O−C、Li···N−H和Li···O=C），加速了锂离子的导电。另外，纳米二氧化硅（=SiO2）的双键改性不仅改善了其力学性能，而且实现了高速有序的传输机制。因此，多锂离子环境在=SiO2表面的重新排列发挥了更重要的作用，使SPE的RTσ达到2.6×10-4 S cm-1，锂离子转移数达到0.84。

2）实验结果表明，组装成的全固态锂−硫电池在30°C下首次放电容量高达707 mAh g−1，硫负载量为4.3 mg cm−2时，具有出色的循环稳定性（0.1 C循环100次后容量保持率达89%）和优异的倍率性能。此外，这种具有高RTσ、稳定的界面工程和宽电位窗口(5.1V)的SPE有望用于其他需要耐高压的锂/锂离子电池。

 

参考文献

Xiaomin Cai, et al, Rearrangement of Ion Transport Path on Nano-Cross-linker for All-Solid-State Electrolyte with High Room Temperature Ionic Conductivity, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c09023

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c09023




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