我校在“单离子传导型聚合物电解质”领域研究取得新进展

作者: 时间:2017-06-15 点击数:

(通讯员王小龙)近日,我校材料与化学学院可持续能源实验室程寒松教授团队在“单离子传导型聚合物电解质”方向研究中取得进展,相关成果发表在国际著名期刊(Journal of Membrane Science)(T1)上。

单离子传导聚合物电解质是一类锂离子迁移数接近1的锂离子导体,可以有效的缓解电池在充放电过程中阴离子移动产生的浓差极化现象、并且能够抑制锂枝晶的产生,从而提高锂离子电池的循环寿命和安全性能,近年来成为聚合物电解质领域的研究热点。

该研究团队发现,聚合物主链的性质对单离子传导聚合物电解质的电化学性质具有一定的影响。聚芳醚作为聚合物主链的凝胶型单离子传导电解质的综合性能要优于聚酰亚胺。传统的聚酰亚胺单离子聚合物电解质与粘结剂(PVDF-HFP)在共混成膜过程中会发生明显的相分离现象,从而导致膜的表面上会形成大量孔径为10μm左右的微孔,这会降低电解质与电极之间的接触面积、增大界面电阻,从而不利于锂离子的传导。相比之下,具有柔性主链的芳醚类聚合物与粘结剂(PVDF-HFP)相容性更好,从而能够得到致密、均一的聚合物电解质膜。此外,聚合物主链中醚键的可以通过静电相互作用来促进锂离子的传导。因此,电解质膜与电极材料之间能够形成高度稳定的电化学界面,改善电池的循环性能。本研究为凝胶型单离子传导聚合物电解质材料的分子结构与电化学性能之间的关系提供了一定的理论认识。

该项研究成果是在国家优秀青年基金-锂硫电池用单离子传导聚合物电解质研究(NO. 21403202)的支持下完成的。论文第一作者为材料与化学学院可持续能源实验室2016级博士生陈亚洲,2017年5月受到学校“研究生国际合作交流基金”项目的资助,在日本广岛参加了ICEMA会议。

文章链接:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0376738816317859

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