中国科学院大学张辽云教授课题组在固态聚合物电解质的设计、合成及其在锂电池中的应用研究中取得新进展

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与液态电解质相比，聚合物电解质具有柔韧性好、可设计性强、安全性高、组装的锂电池具有更高的能量密度等优势，越来越受到了人们的广泛关注与研究。提高锂离子在固态聚合物电解质中的传导能力成为聚合物电解质应用于固态锂电池需要解决的关键问题。

中国科学院大学化学科学学院张辽云教授课题组基于液晶基元的有序排列的特性，设计、合成了一系列液晶基聚合物电解质（Electrochim. Acta, 2018, 259, 213-224; Polym. Chem., 2018, 9, 4674–4682; J. Power Sources, 2018, 395, 137–147; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 25273-25284），这些液晶基聚合物电解质表现出良好的电化学性能。

最近，基于上述前期研究工作，该课题组进一步将合成得到的1,4-双-[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯 （C6M，一种棒状液晶单体）和一定比例离子液体复合，在紫外光照射下进行聚合，得到离子液体嵌入的具有有序通道的聚合物电解质膜（如图1所示）。

（a）具有双活性双键液晶单体的合成；（b）离子液体/液晶聚合物电解质的合成路线

基于离子通道的构建和聚合固定作用，该电解质膜组装的LiFePO4/Li电池表现出良好的循环和倍率性能，具有良好的应用前景。该工作目前以题目“Constructing stable ordered ion channels for a solid electrolyte membrane with high ionic conductivity by combining the advantages of liquid crystal and ionic liquid” 发表在J. Mater. Chem. A上（J. Mater. Chem. A, 2019, 7, 1069-1075）。博士研究生王师和曾庆辉为该论文的共同第一作者，张辽云教授为通讯作者。

该系列研究工作得到了北京大学周恒辉教授、中国科学院大学材料学院刘向峰教授、北大先行科技产业有限公司的大力帮助；获得了国家自然科学基金和中国科学院分子科教融合等项目的支持。

论文链接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/ta/c8ta09489f

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