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尼龙固态电解质问世,双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LITFSI)起关键作用

2020-04-10 来源:转载自第三方

双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LITFSI),一种锂电池电解液材料,具有较高的电化学稳定性和电导率,对于提升锂离子电池性能、电解质等锂电材料的研究非常重要。近日,尼龙固态电解质的成功研制,双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LITFSI)发挥了关键性作用。

固态电解质被认为是提高锂离子电池,取代液体电解质的优质选择,是近年来实用电解质的重要研究目标。中国科学院青岛生物能源与过程研究所崔光磊团队,历经近2年的时间和努力,成功研制出尼龙固态电解质,取得了固体聚合物电解质研究的重大突破。

尼龙(PA)独特的酰胺键(肽键)和丰富的氢键网络结构使其具有良好的综合性能,包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性等,且尼龙的摩擦系数低,有一定的阻燃性。

那么尼龙固态电解质是如何诞生的呢?这就轮到双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LITFSI)上场了。

研究人员利用高浓度双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂(LiTFSI)的水溶液破坏了尼龙的的结构,解开了与氢牢固键合的尼龙大分子链,并使其再生为具有桥接阳离子-阴离子缔合的交联结构。

这种交联网络结构赋予了尼龙固态电解质高粘弹性和可逆拉伸性。而高粘弹特性正是解决固态电池和柔性器件界面问题(层移、错位等)所需要的,研究人员发现尼龙电解质具有良好的电化学性能,并利用其设计了一体化的固态柔性电池作为应用窗口,实现了柔性电池的穿戴功能。

这项研究利用传统聚合物开发功能性电解质提供了思路,为高级电池的开发提供了新的视角。

相关链接: 双三氟甲烷磺酰亚胺锂

参考文献:Zhiming Zhao, Fan Li, Jingwen Zhao, Guoliang Ding, Jinzhi Wang, Xiaofan Du,Guanglei Cui,etal.Lonic-Association-Assisted Viscoelastic Nylon Electrolytes Enable Synchronously Coupled Interface for Solid Batteries[J]Advanced FunctionalMaterials.2020,https://doi.org/10.1002/adfm.202000347


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