混合接枝嵌段共聚物结构启用的高效室温固态锂离子导体

由 ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 17:03
文章英文标题
Efficient room-temperature solid-state lithium ion conductors enabled by mixed-graft block copolymer architectures
正文
在广泛的室温场景下，固态聚合物基导体中的快速锂离子( Li )传输是绝望的需求，但仍然是一个严峻的挑战。在此，我们设计了一类基于含有短聚环氧乙烷( PEO )和聚二甲基硅氧烷( PDMS )侧链的混合接枝嵌段共聚物( mGBCPs )的固态电解质。PEO和PDMS的强不混溶性导致了有序相分离纳米结构的形成。在不同体积分数的PEO / PDMS嵌段中观察到了不同的形貌，包括双回旋体、六角开孔的片层、六角填充的和片层。通过改变PEO侧链长度，与自由PEO链共混，考察PEO的链迁移率对Li输运的影响。我们证明，将mGBCP与游离的无定形PEO链物理共混可显著促进Li的导电，制备了室温电导率可达2.0  × 10 - 4   S / cm的固态电解质。
文章内容（英文）
Fast lithium ion (Li+) transport in solid-state polymer-matrix conductors is in desperate demand in a wide range of room-temperature scenarios but remains a formidable challenge. Herein, we designed a class of solid-state electrolytes based on mixed-graft block copolymers (mGBCPs) containing short poly(ethylene oxide) (PEO) and polydimethylsiloxane (PDMS) side chains. The strong immiscibility of PEO and PDMS resulted in the formation of ordered phase-separated nanostructures. Diverse morphologies, including double gyroids, hexagonally perforated lamellae, hexagonally packed cylinders, and lamellae, were observed at different volume fractions of PEO/PDMS blocks. The impact of chain mobility of PEO on Li+ transport was investigated by varying the length of PEO side chains and blending with free PEO chains. We demonstrated that physically blending mGBCPs with free amorphous PEO chains significantly facilitated the Li+ conduction, and a solid-state electrolyte with room-temperature conductivity up to 2.0 × 10−4 S/cm was prepared.
来源出处
Journal|[J]GiantVolume 3, 2020. PP 100027-
DOI
https://doi.org/10.1016/J.GIANT.2020.100027

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