西北工业大学Angew:可编程液晶弹性体电解质,解决固态电池性能瓶颈

高分子科学前沿 2025-12-12 07:19
文章摘要
背景:随着对储能技术安全性和能量密度需求的提升,固态电池成为下一代电化学电源的前沿方向。传统聚合物电解质如聚环氧乙烷受限于半结晶性,导致室温离子电导率不足和锂沉积不均匀等问题,其核心挑战在于强溶剂化基团(如羰基)与弱溶剂化基团(如醚键)在锂盐解离和离子迁移间的固有矛盾。研究目的:西北工业大学等研究团队设计了一种具有空间图案化羰基和醚氧基团的可编程液晶弹性体框架,旨在通过“锚点-接力”机制解耦锂离子的解离与迁移,以解决固态电池的性能瓶颈。结论:该电解质(RES-SPE)通过羰基作为固定“锚点”强配位解离锂盐,醚氧链作为动态“接力站”实现低势垒锂离子跳跃迁移,取得了出色的室温性能:离子电导率达4.05×10⁻³ S cm⁻¹,锂离子迁移数高达0.78,并协同形成富LiF界面相抑制枝晶生长。锂对称电池循环超过1000小时,过电位仅300 mV,在LiFePO₄和高压NCM811全电池中均表现优异循环稳定性,为下一代固态电池提供了变革性平台。
西北工业大学Angew:可编程液晶弹性体电解质,解决固态电池性能瓶颈
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