西班牙巴斯克大学最新JACS：合成一种兼具高温和快离子传导的新型磷鎓聚离子液体电解质

面对固态电池对高性能固体聚合物电解质的需求，西班牙巴斯克大学David Mecerreyes团队在《Journal of the American Chemical Society》上发表研究。背景方面，传统聚离子液体电解质在离子电导率和机械性能上存在局限，而磷鎓阳离子因其更大的离子尺寸和灵活性，展现出更低粘度和更高离子电导率的潜力。研究目的是合成一种新型磷鎓聚离子液体电解质，以实现高温下高效的锂离子传导。通过二烯丙基二甲基磷鎓碘化物的环聚合及阴离子交换，成功制备了聚(DADMP)FSI和聚(DADMP)TFSI，并掺杂LiFSI盐形成固体聚合物电解质。结论表明，聚(DADMP)FSI:LiFSI 1:1.5电解质在80°C时离子电导率达1.5×10-3 S cm-1，锂离子迁移数高达0.6-0.7，电化学稳定窗口超过4.5 V。在Li||Li对称电池中，60°C下0.1 mA cm-2时过电位仅0.06 V，且在40°C下稳定循环200次无短路。该材料因较低的玻璃化转变温度和独特的离子配位环境，实现了快速、稳定的锂离子传导，为开发高温固态电池提供了新途径。