張鵬課題組在聚合物基固态電池方面取得新進展

研究背景

       目前全固态二次離子電池用聚合物電解質的制備多數是基于溶劑蒸發的濕法成膜工藝來進行的。研究表明，即使經過嚴格的後處理幹燥過程也不能完全去除聚合物電解質當中的溶劑。聚合物電解質中的殘留溶劑已成為影響電池安全性和性能的一個重要影響因素，是固态電解質商業化的應用中亟待解決的關鍵問題。近年來，關于殘留溶劑的作用機制（分子增塑作用或絡合作用）的研究激發了人們關于全固态電解質定義範圍的讨論以及開發無溶劑固态電解質制備工藝的關注。本論文工作結合作者前期關于室溫超高離子電導率聚合物電解質材料的開發工作（Chemistry of Materials, 2018, 31, 277; Chemistry-a European journal, 2018, 64, 8061。），基于大科學裝置的中子散射、X射線散射的先進結構表征手段，解析聚合物、離子鹽、溶劑分子的複雜絡合結構，系統研究聚合物電解質中的殘留溶劑效應，揭示結構和性能的關系并用于指導高性能聚合物基全固态二次離子電池材料的開發。

本文亮點

1、通過大科學裝置先進結構表征技術、實驗室經典表征技術和理論計算相結合，系統地研究了PEO/LiTFSI/THF的相互作用機制，提出了清晰的三元絡合結構模型。

2、揭示了三元絡合結構和電池性能的關聯，為高性能聚合物基全固态二次離子電池材料的設計、開發提供了新的研究思路。

作者簡介

周澤坤（本文第一作者）：太阳集团app首页材料科學與工程學院2019級博士研究生，主要基于大科學裝置技術從事聚合物電解質設計和制備研究。

張鵬（本文通訊作者）：太阳集团app首页材料科學與工程學院副教授，長期圍繞同步輻射掠入射廣角/小角X射線散射（GIWAXS/GISAXS）技術及其在高分子材料物理與化學領域的應用開展研究。2013年，于中科院長春應用化學研究所取得理學博士學位。2013-2018年，在德國電子同步輻射國家實驗室（DESY）PETRA III光源微納束X射線散射（P03）線站和德國萊布尼茨協會新材料研究所（Leibniz-INM）工作。2018年，入選太阳集团app首页“百人計劃”，組建“新材料結構與設計”課題組，隸屬于聚合物功能材料設計與制備團隊（負責人：高海洋教授）。2019年，受聘為太阳集团app首页“面向粵港澳大灣區大科學裝置專項博士研究生”項目組導師。2020年，受聘為深圳綜合粒子設施咨詢工作小組成員并主持深圳産業光源先進材料産業闆塊的線站設計工作。目前，已發表SCI論文46篇，其中以第一或通訊作者在Chemistry of materials, Nanoscale, Macromolecules等期刊上發表論文16篇。