聚合物电解质由于其高界面兼容性和可加工性,为构建高安全性准固态电池提供了一条可见的途径。然而,室温下缓慢的离子传输严重限制了它们的应用。
在此,郑州大学Weihua Chen提出了一种三角协同策略,通过聚合物盐、离子液体和富电子添加剂的配合来加速钠离子传导。特别是,PVDF-HFP和NaTFSI盐作为框架稳定地容纳所有成分。
文章要点
1)离子液体 (Emim+-FSI-) 通过减弱分子力软化聚合物链,并为离子传输提供额外的液体路径。
2)物理化学表征和理论计算表明,具有π-阳离子相互作用的富电子Nerolin促进了NaTFSI的解离,并有效抑制了EmimFSI中大阳离子的竞争性迁移,从而降低了离子传输的能垒。
3)该策略产生了以 NaTFSI 盐分解为主的薄层富 F 界面,从而实现了 Na+跨界面的快速传输。
4)这些综合效应导致聚合物电解质在 25 °C 时具有高离子电导率 (1.37 × 10 -3 S cm−1) 和 tNa+ (0.79)。组装的电池具有可靠的倍率性能和稳定性(200次循环,99.2%,0.5 C),并具有良好的安全性能。
参考文献
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