武汉大学集成电路学院杨培华课题组在聚合物固态电池领域取得重要进展。他们成功构建了新型的阳离子-两性离子聚合物电解质,有效解决了传统聚合物固态电池中锂离子与阴离子共迁移、电导率和迁移数双低的痛点。该新型电解质通过锚定阴离子提升锂离子迁移数,同时促进锂盐解离和传输,实现了高迁移数与高电导率的兼顾。这一创新为开发安全、高能量密度的固态电池提供了新思路,并已成功应用于无人机驱动,预示着固态电池实用化的新前景。
💡 **新型聚合物电解质构建**:武汉大学研究团队创新性地开发了一种阳离子-两性离子聚合物电解质,克服了传统聚合物电解质在锂离子传输中的关键瓶颈。该电解质通过将阳离子基团与TFSI-阴离子结合,有效提高了锂离子的迁移数,同时利用磺酸根基团促进锂盐的解离,从而增强了整体的离子传输能力。
🚀 **解决核心技术难题**:传统聚合物固态电池面临锂离子与阴离子共迁移导致迁移数低,以及单离子导体虽然提升迁移数但受制于锂离子与聚合物链段的强相互作用而导致电导率受限的问题。此次研究通过设计兼顾高迁移数和高电导率的新型电解质,为解决这些长期存在的实用化难题提供了有效解决方案。
🔋 **实现高电化学性能与应用**:该新型聚合物固态电池展现出优异的电化学稳定性,并且已经成功应用于驱动无人机。这表明该技术不仅在理论上取得了突破,在实际应用中也具备了可行性,为下一代安全、高能量密度固态电池的发展开辟了新的道路。
快科技9月26日消息,武汉大学宣布,该校集成电路学院杨培华课题组在聚合物固态电池领域取得新进展。
课题组通过构建新型阳离子-两性离子聚合物电解质,为发展安全、高能量密度的固态电池提供了新的思路,成果发表于《德国应用化学》。
聚合物电解质因界面相容性好、易规模化加工,成为固态电池核心材料,但传统产品长期面临痛点:锂离子与阴离子共迁移、传导依赖极性官能团,导致电导率与迁移数双低;单离子导体虽提升迁移数,却因锂离与聚合物链段的强库仑作用限制电导率,二者兼顾成为实用化关键难题。
杨培华课题组创新构建阳离子-两性离子聚合物电解质,通过原位聚合离子液体与两性离子单体实现突破:阳离子基团锚定TFSI-阴离子以提升锂离子迁移数,磺酸根基团促进锂盐解离并增强传输,完美兼顾高迁移数与高电导率。
该电池展现出卓越电化学稳定性,已成功驱动无人机,为安全、高能量密度固态电池发展提供新路径。