近日，维多利亚vic309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。维多利亚vic309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
