El contraste de resonancia magnética anisotrópica revela un mayor transporte iónico en cristales de plástico

Área de la Ciencia:

• Química del estado sólido.
• Ciencia de los materiales ciencia de los materiales.
• La electroquímica es electroquímica.

Sus antecedentes:

• Los cristales orgánicos de plástico iónico (OIPC) son prometedores electrolitos de estado sólido para dispositivos como las baterías de iones de litio.
• Sus propiedades de transporte iónico no se comprenden completamente y son sensibles a la historia térmica.
• La investigación existente carece de una comprensión detallada de los efectos microestructurales en la conductividad.

Objetivo del estudio:

• Investigar la relación entre la orientación de los microcristallitos y el transporte de iones en las OIPC.
• Explorar un nuevo método de caracterización para comprender la estructura del dominio en cristales plásticos.
• Identificar métodos para optimizar las propiedades de OIPC para aplicaciones electroquímicas.

Principales métodos:

• Imágenes de resonancia magnética de estado sólido (IRM) para visualizar la orientación de los microcristallitos y los límites de los granos.
• Espectroscopia de impedancia para medir la conductividad iónica.
• Procesamiento térmico controlado (enfriamiento lento desde la fusión) de muestras de trietil (metil) fosfonio bis (fluorosulfonil) imida (P1222FSI).

Principales resultados:

• La resonancia magnética reveló una anisotropía de contraste de imagen vinculada a la orientación del límite del grano en las OIPC policristalinas.
• Diferentes historias térmicas llevaron a variaciones significativas en la alineación de los microcristallitos.
• El enfriamiento lento de la fusión indujo la orientación preferida de los microcristallitos, aumentando la conductividad en un orden de magnitud.

Conclusiones:

• La alineación de los microcristallitos tiene un impacto significativo en el transporte de iones en las OIPC.
• El procesamiento térmico controlado puede optimizar la microestructura de OIPC y mejorar la conductividad iónica.
• La resonancia magnética de estado sólido ofrece un enfoque novedoso para caracterizar la estructura del dominio y guiar el diseño de materiales para conductores de estado sólido.