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科学家发现聚合物电解质晶粒结构随温度出现可逆变化

2020-07-13 来源:转载自第三方

聚合物电解质因其高热稳定性、安全性、电池配置的灵活性以及成本等诸多优点受到特殊关注。嵌段共聚物电解质材料在固态聚合物电解质中的使用,能够提高电解质的机械强度、离子电导率,并且有利于电池部件的包装和集成。有研究表明,嵌段共聚物的晶粒结构受热力学和动力学的双重影响。近日,《Macromolecules》的一篇论文,报道了三嵌段有机−无机杂化共聚物聚(多面体低聚倍半硅氧烷)-b-聚氧乙烯-b-聚(多面体低聚倍半硅氧烷)(POSS-PEO-POSS)/双(三氟甲磺酰亚胺)锂LiTFSI)盐混合物的相行为随温度的变化。

 

来自劳伦斯伯克利国家实验室的Nitash P. Balsara和加州大学伯克利分校的Irune Villaluenga共同参与了此项研究,他们发现,无论是在纯态还是在盐存在下,聚合物都表现出片层的形态。但是,当电解质加热到113 °C以上时,平均晶粒尺寸会得到显著增加,而当电解质冷却到113℃以下时,又会出现较小的晶粒结构。

尽管以前的研究表明,嵌段共聚物的晶粒结构会在高温退火后得到增加,但是这种变化通常是不可逆的,而这样研究数据表明的结果与以往研究大不相同,晶粒结构出现随温度可逆变化

研究人员探讨了POSS-PEO-POSS/LiTFSi电解质晶粒结构发生可逆变化的原因。此外,他们还发现,在此温度窗口内,电解质的离子电导率也呈现出可逆的变化。这项工作对于了解纳米结构电解质中的离子传输至关重要。

参考文献:Saheli Chakraborty, et al, Reversible Changes in the Grain Structure and Conductivity in a Block Copolymer Electrolyte, Macromolecules, 2020.DOI:10.1021/acs.macromol.0c00466


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