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周志彬教授团队在《德国应用化学》发文

来源:化学与化工学院 点击次数:3075次 发布时间:2016-02-26 12:02:56 编辑:宣传部


  新闻网讯(通讯员 吴疆鄂)1月14日,《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.,55,2521-2525。影响因子:11.3)发表了化学与化工学院周志彬教授和聂进教授团队的一篇论文,题为《基于超级离域聚阴离子的单锂离子导电聚合物电解质》(Single Lithium-Ion Conducting Polymer Electrolytes Based on a Super-Delocalized Polyanion)。


  该论文针对现有锂单离子导电固态聚合物电解质电导率低(10-5-10-7 S/cm)、不能满足锂电池常温工作要求的共性难题,通过在传统含氟磺酰亚胺阴离子中进一步引入强吸电子的全氟烷基磺酰亚胺基官能团,形成负电荷高度离域化、分子结构高度柔性化的超级磺酰亚胺共轭结构,从而提高锂离子解离能力和聚合物分子链段的运动自由度,实现大幅提高锂单离子聚合物电解质的电导率。在70℃时,该单离子导体的锂离子电导率达到了10-4 S/cm,是目前报道的锂离子电导率最高的锂单离子导电聚合物电解质体系之一,并与传统聚合物双离子导体的锂离子电导率相当。


  全固态聚合物电解质具有安全性好、机械柔韧性强度高、易加工、并兼有电解质和隔膜功能等优点。过去30多年来,国内外一直致力于全固态聚合物锂电池的基础和应用技术研究,以期解决基于液态电解质的商业化锂电池的安全性问题,并在最近取得突破性进展。自2011年以来,全固态聚合物二次锂电池作为动力电源,已应用于4000多辆Autolib电动汽车,在法国、德国和新加坡进行示范运行。但是,现有获得应用的全固态聚合物电解质为双离子导体,在电池放电过程中,对电化学能量转换无贡献的阴离子向负极移动,导致浓差极化,从而恶化电池的循环性能和加速电池失效。将阴离子通过聚合反应固定、实现单锂离子导电的全固态聚合物电解质,是解决聚合物双离子导体浓差极化问题的最佳技术途径之一,也是下一代全固态锂电池的技术研究热点之一。


  该文章第一作者为化学与化工学院2014级博士生马强,中国科学院物理研究所胡勇胜研究员和西班牙欧洲能源研究中心Michel Armand教授等共同参与完成了该工作。周志彬教授和聂进教授课题组过去20年来,一直致力于高效氟化合成方法学及其应用于锂电池电解质材料的制备研究,在锂盐电解质材料领域的长期研究积累和特色,获得了国内外锂电产业界的关注和好评。