中大新聞網(wǎng)訊（通訊員黃盛）近日，中山大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院孟躍中教授課題組在高分子領(lǐng)域頂級(jí)期刊Progress in Polymer Science發(fā)表題為“Block Copolymer Electrolytes for Lithium Metal Batteries: Strategies to Boost both Ionic Conductivity and Mechanical Strength”的綜述論文。第一作者為中山大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士生王天羿，通訊作者為中山大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院孟躍中教授、黃盛副教授和康涅狄格大學(xué)孫陸逸教授。

相分離嵌段共聚物電解質(zhì)

聚合物電解質(zhì)的高機(jī)械強(qiáng)度與高離子電導(dǎo)率一直被認(rèn)為不可兼得。但通過(guò)可控合成，嵌段共聚物電解質(zhì)（BCPE）所特有的硬段軟段相分離特性使其可以同時(shí)具有機(jī)械支撐相和離子導(dǎo)電相。BCPE的導(dǎo)電性主要由嵌段共聚物電解質(zhì)的軟段結(jié)構(gòu)以及添加劑類(lèi)型和含量決定，而其硬段結(jié)構(gòu)為電解質(zhì)膜賦予較高的機(jī)械強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)自支撐和抑制金屬鋰形成枝晶并刺穿電解質(zhì)膜。該綜述提供了BCPE的概述，并著重關(guān)注了“分子結(jié)構(gòu)-相結(jié)構(gòu)-性能”之間的關(guān)系。首先，論文從鋰金屬電池實(shí)際需求出發(fā)給出聚合物電解質(zhì)的重要參數(shù)，即離子電導(dǎo)率、機(jī)械強(qiáng)度、厚度和極限電流密度，并以此為抓手總結(jié)了BCPE的研究現(xiàn)狀和優(yōu)化策略。其次，深入討論了基于相分離機(jī)制來(lái)控制BCPE相行為的方法。第三，對(duì)目前文獻(xiàn)報(bào)道的雙離子導(dǎo)體和單離子導(dǎo)體BCPE，進(jìn)行了優(yōu)劣勢(shì)分析。最后，文章結(jié)合共聚物分子結(jié)構(gòu)和相結(jié)構(gòu)控制方案提出了高性能準(zhǔn)固態(tài)BCPE的設(shè)計(jì)原理。這些方面有助于促進(jìn)兼具高離子電導(dǎo)率和高機(jī)械強(qiáng)度的BCPE的發(fā)展，為推動(dòng)安全、高能量密度的固態(tài)鋰金屬電池發(fā)展提供了聚合物電解質(zhì)的研究范式。

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