近日，yl6809永利官网陈嘉嘉教授课题组在聚合物全固态电池研究领域取得重要进展，相关研究成果以“Revealing and reconstructing the 3D Li-ion transportation network for superionic poly(ethylene) oxide conductor”为题发表在Nature Communications（DOI: 10.1038/s41467-024-51191-2）。
聚环氧乙烷（PEO）是用于全固态电池的重要聚合物电解质之一，然而其室温离子电导率极低（10−6 S cm-1），难以满足全固态电池的现实需求。针对这一问题，陈嘉嘉教授课题组与福建物构所方伟慧研究员合作，利用X射线断层扫描、拉曼光谱和固体核磁共振技术，从原子、纳米团簇水平到微米水平对聚合物网络中锂离子传输进行全面理解，并利用铝氧团簇（AlOC）制备基于PEO的超离子导体。AlOC与PEO链段、LiTFSI间的超分子相互作用可以有效调节晶区和非晶区的三维形貌，直接影响锂离子在体相的分布，从而重建和增强离子输运网络。因此，PEO-LiTFSI-AlOC可以在室温范围内表现出类似熔融态锂离子导电行为，在35°Ϲ时离子电导率为1.87 × 10−4 S cm−1。研究团队进一步采用PEO-LiTFSI-AlOC构建了具有高倍率性能和稳定循环性能的锂对称电池和Li|LiFePO4全电池，以及优异的LiFePO4正极（16.8 mg cm−2）高负载条件下的电池性能。
该工作在陈嘉嘉教授的指导下完成。yl6809永利官网2022级博士生方承东和2019级硕士黄颖（已毕业）为论文第一作者，2021级博士生孙鹏飞、博士后李科参与了部分工作。该研究工作得到国家自然科学基金（22393901、22021001、22272143、22371278），国家重点研发计划（2021YFA1502300），中央高校基本科研业务费 （20720220009），福建省能源材料科学与技术创新实验室（IKKEM、RD2023020801）等经费的资助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-51191-2
