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中大研究团队综述嵌段共聚物电解质在锂金属电池的应用

稿件来源:材料科学与工程学院 编辑:谈希、王冬梅 审核:孙耀斌 发布日期:2023-11-14 阅读量:

中大新闻网讯(通讯员黄盛)近日,中山大学材料科学与工程学院孟跃中教授课题组在高分子领域顶级期刊Progress in Polymer Science发表题为“Block Copolymer Electrolytes for Lithium Metal Batteries: Strategies to Boost both Ionic Conductivity and Mechanical Strength”的综述论文。第一作者为中山大学材料科学与工程学院博士生王天羿,通讯作者为中山大学材料科学与工程学院孟跃中教授、黄盛副教授和康涅狄格大学孙陆逸教授。

相分离嵌段共聚物电解质

聚合物电解质的高机械强度与高离子电导率一直被认为不可兼得。但通过可控合成,嵌段共聚物电解质(BCPE)所特有的硬段软段相分离特性使其可以同时具有机械支撑相和离子导电相。BCPE的导电性主要由嵌段共聚物电解质的软段结构以及添加剂类型和含量决定,而其硬段结构为电解质膜赋予较高的机械强度实现自支撑和抑制金属锂形成枝晶并刺穿电解质膜。该综述提供了BCPE的概述,并着重关注了“分子结构-相结构-性能”之间的关系。首先,论文从锂金属电池实际需求出发给出聚合物电解质的重要参数,即离子电导率、机械强度、厚度和极限电流密度,并以此为抓手总结了BCPE的研究现状和优化策略。其次,深入讨论了基于相分离机制来控制BCPE相行为的方法。第三,对目前文献报道的双离子导体和单离子导体BCPE,进行了优劣势分析。最后,文章结合共聚物分子结构和相结构控制方案提出了高性能准固态BCPE的设计原理。这些方面有助于促进兼具高离子电导率和高机械强度的BCPE的发展,为推动安全、高能量密度的固态锂金属电池发展提供了聚合物电解质的研究范式。

论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0079670023000977?via%3Dihub

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