上科大谢琎AM：H2O引发交联策略构建高拉伸/韧性聚合物固态电解质！

加入增塑剂是促进离子在固态聚合物电解质（SPE）中传导的有效方法。然而，这种导电性的提高往往是以降低机械性能为代价的，这会使电解质膜更难加工，并增加安全隐患。

图1 交联PEO的超细Al-O纳米团簇的设计、合成和表征

上海科技大学谢琎等提出了一种新型的H₂O引发交联策略来制备超细纳米团簇增强的高韧性增塑剂包聚合物固态电解质。

具体来说，通过精确控制H₂O的用量，三甲基铝(TMA)官能化的聚环氧乙烷(PEO)链可以原位转变为宏观上三维相互连接、微观上Al-O纳米团簇交联的网络，其中含有高浓度的增塑剂。

即使Al-O团簇、琥珀腈（SN）和LiTFSI等增塑剂的总重量百分比超过75%，聚合物包增塑剂固体电解质仍表现出优异的机械性能，拉伸性为4640%，韧性为3.87×104 kJ m^-3。

图2 电解质的电化学性能

此外，SN溶解的锂盐形成了连续快速的离子传导途径，在30℃时离子传导率高达1.41 mS cm^-1。稳定的机械性能和高离子电导率使得采用该增塑剂包聚合物固态电解质的LiFePO₄/Li电池能够在30℃下以1C（1C=170 mAh g^-1）稳定循环1000次以上，容量保持率达到98.6%。

这种原位合成策略可用于交联分子量范围从10,000到8,000,000 g mol^-1的PEO链。这展示了将该方法作为工具箱应用于制备其他高性能交联增塑剂包聚合物-固态电解质的前景。

图3 全电池性能

A H2O-initiated Crosslinking Strategy for Ultrafine Nanoclusters Reinforced High Toughness Polymer-In-Plasticizer Solid Electrolyte. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202304712

原创文章，作者：科研小搬砖，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/09/25/b5cde18ecf/

上科大谢琎AM：H2O引发交联策略构建高拉伸/韧性聚合物固态电解质！

相关推荐