聚合物電解質由于其高界面兼容性和可加工性,為構建高安全性準固態電池提供了一條可見的途徑。然而,室溫下緩慢的離子傳輸嚴重限制了它們的應用。
在此,鄭州大學Weihua Chen提出了一種三角協同策略,通過聚合物鹽、離子液體和富電子添加劑的配合來加速鈉離子傳導。特別是,PVDF-HFP和NaTFSI鹽作為框架穩定地容納所有成分。
文章要點
1)離子液體 (Emim+-FSI-) 通過減弱分子力軟化聚合物鏈,并為離子傳輸提供額外的液體路徑。
2)物理化學表征和理論計算表明,具有π-陽離子相互作用的富電子Nerolin促進了NaTFSI的解離,并有效抑制了EmimFSI中大陽離子的競爭性遷移,從而降低了離子傳輸的能壘。
3)該策略產生了以 NaTFSI 鹽分解為主的薄層富 F 界面,從而實現了 Na+跨界面的快速傳輸。
4)這些綜合效應導致聚合物電解質在 25 °C 時具有高離子電導率 (1.37 × 10 -3 S cm?1) 和 tNa+ (0.79)。組裝的電池具有可靠的倍率性能和穩定性(200次循環,99.2%,0.5 C),并具有良好的安全性能。
參考文獻
Jun Luo, et al, A Fast Na-Ion Conduction Polymer Electrolyte via Triangular Synergy Strategy for Quasi-Solid-State Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202315076
DOI: 10.1002/anie.202315076
https://doi.org/10.1002/anie.202315076