【儀表網 研發快訊】發展高性能固態電解質對實現下一代鋰金屬電池至關重要。近日，上海科技大學物質科學與技術學院嚴佳駿課題組與許超課題組合作，在聚合物塑性晶體電解質方向取得重要進展。針對聚合物-丁二腈復合體系雖具備優異電化學性能、但離子電導率等關鍵指標仍有待提升的現實挑戰，團隊創新性地提出通過可控/活性支化自由基聚合法(CLBRP)合成電化學穩定支化聚丙烯腈的新策略，所得聚合物的獨特支化結構在聚合物-丁二腈塑性晶體環境中能夠形成連續的鋰離子傳導通道，顯著降低傳輸阻力，使鋰離子能夠實現更快速的遷移。相關成果發表于ACS Macro Letters。
圖1 支化聚丙烯腈的聚合物塑性晶體電解質。(a)線性PAN與支化PAN在丁二腈(SN)中的構象。(b)通過CLBRP合成支化PAN的示意圖。
該研究以結構設計為核心抓手，采用2-氯丙烯腈作為引發支化單體，在分子層面精準構筑支化架構。電化學表征顯示，與采用未參雜或常規線性聚合物的體系相比，該電解質在離子電導率、鋰離子轉移數和電化學穩定性方面均有顯著提升，有助于緩解高電流密度下的局部濃差與枝晶風險。研究不僅驗證了支化策略在優化固態電解質離子傳輸中的關鍵作用，也將聚合物的有序-柔性特征與塑性晶體相進行深度耦合，提供了兼顧安全性、能量密度與壽命的材料設計思路。
圖2. 塑性離子導體的表征
本項工作中，物質學院博士研究生劉欣為論文第一作者，物質學院嚴佳駿教授、許超教授為通訊作者，上海科技大學為唯一完成單位。
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