将金属协调聚合物转换为聚合离子液体改善了Li运输.
James T Bamford1,2, Leo W Gordon1,3, Raphaële J Clément1,3
1Materials Department, University of California, Santa Barbara, California 93106, United States.
四重化聚合物增强了先进电池的固体聚合物电解质 (SPEs) 中的离子 (Li+) 导电性. 这种修改改善了盐溶解和离子传输,与传统材料相比,导电率显著提高.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 固体聚合物电解质 (SPEs) 为下一代离子 (Li+) 电池提供机械强度和降低可燃性.
- 传统的SPE在Li+导电性方面存在局限性,这阻碍了它们的广泛应用.
- 伊米达功能化聚合物 (PMS-Im) 是有前途的,但需要进一步优化以改善离子传输.
研究的目的:
- 研究聚合物四级化对盐溶解和SPE中的Li+运输的影响.
- 为了提高基于伊米达的聚合物的离子导电性,用于高性能Li+电池应用.
- 探索聚合物结构,离子运输机制和电池整体性能之间的关系.
主要方法:
- 通过PMS-Im.的四分化合成一种伊米达功能化聚合物 (PMS-Im+).
- +溶解特性和聚合物可塑化的表征.
- 测量离子导电性和分析Li +运输使用反向的海文比率.
主要成果:
- 将PMS-Im四级化为PMS-Im+显著改善了盐溶解和聚合物塑化.
- 逆避风港比率高达10表示正相关Li+运输,表明纳米通道透.
- 在90°C时,PMS-Im+实现了2.1 × 10^-5 S/cm的Li+导电性,比PMS-Im (1.6 × 10^-6 S/cm) 高出一个数量级.
结论:
- 四元化伊米达聚合物 (PMS-Im+) 是优越的固体聚合物电解质,与它们的伊米达对应物相比.
- 在PMS-Im+中增强的溶解和离子运输机制导致显著改善Li+导电性.
- 这些发现为开发高级离子电池的高性能SPE铺平了道路.
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