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上科大謝琎AM：H2O引發(fā)交聯(lián)策略構(gòu)建高拉伸/韌性聚合物固態(tài)電解質(zhì)！

加入增塑劑是促進(jìn)離子在固態(tài)聚合物電解質(zhì)（SPE）中傳導(dǎo)的有效方法。然而，這種導(dǎo)電性的提高往往是以降低機(jī)械性能為代價(jià)的，這會(huì)使電解質(zhì)膜更難加工，并增加安全隱患。

圖1 交聯(lián)PEO的超細(xì)Al-O納米團(tuán)簇的設(shè)計(jì)、合成和表征

上?？萍即髮W(xué)謝琎等提出了一種新型的H₂O引發(fā)交聯(lián)策略來制備超細(xì)納米團(tuán)簇增強(qiáng)的高韌性增塑劑包聚合物固態(tài)電解質(zhì)。

具體來說，通過精確控制H₂O的用量，三甲基鋁(TMA)官能化的聚環(huán)氧乙烷(PEO)鏈可以原位轉(zhuǎn)變?yōu)楹暧^上三維相互連接、微觀上Al-O納米團(tuán)簇交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，其中含有高濃度的增塑劑。

即使Al-O團(tuán)簇、琥珀腈（SN）和LiTFSI等增塑劑的總重量百分比超過75%，聚合物包增塑劑固體電解質(zhì)仍表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械性能，拉伸性為4640%，韌性為3.87×104 kJ m^-3。

圖2 電解質(zhì)的電化學(xué)性能

此外，SN溶解的鋰鹽形成了連續(xù)快速的離子傳導(dǎo)途徑，在30℃時(shí)離子傳導(dǎo)率高達(dá)1.41 mS cm^-1。穩(wěn)定的機(jī)械性能和高離子電導(dǎo)率使得采用該增塑劑包聚合物固態(tài)電解質(zhì)的LiFePO₄/Li電池能夠在30℃下以1C（1C=170 mAh g^-1）穩(wěn)定循環(huán)1000次以上，容量保持率達(dá)到98.6%。

這種原位合成策略可用于交聯(lián)分子量范圍從10,000到8,000,000 g mol^-1的PEO鏈。這展示了將該方法作為工具箱應(yīng)用于制備其他高性能交聯(lián)增塑劑包聚合物-固態(tài)電解質(zhì)的前景。

圖3 全電池性能

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

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/09/25/b5cde18ecf/

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