與液態(tài)電解質(zhì)相比，聚合物電解質(zhì)具有柔韌性好、可設(shè)計性強(qiáng)、安全性高、組裝的鋰電池具有更高的能量密度等優(yōu)勢，越來越受到了人們的廣泛關(guān)注與研究。提高鋰離子在固態(tài)聚合物電解質(zhì)中的傳導(dǎo)能力成為聚合物電解質(zhì)應(yīng)用于固態(tài)鋰電池需要解決的關(guān)鍵問題。
中國科學(xué)院大學(xué)化學(xué)科學(xué)學(xué)院張遼云教授課題組基于液晶基元的有序排列的特性，設(shè)計、合成了一系列液晶基聚合物電解質(zhì)（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），這些液晶基聚合物電解質(zhì)表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能。
最近，基于上述前期研究工作，該課題組進(jìn)一步將合成得到的1,4-雙-[4-(6-丙烯酰氧基己氧基)苯甲酰氧基]-2-甲基苯 （C6M，一種棒狀液晶單體）和一定比例離子液體復(fù)合，在紫外光照射下進(jìn)行聚合，得到離子液體嵌入的具有有序通道的聚合物電解質(zhì)膜（如圖1所示）。
（a）具有雙活性雙鍵液晶單體的合成；（b）離子液體/液晶聚合物電解質(zhì)的合成路線
基于離子通道的構(gòu)建和聚合固定作用，該電解質(zhì)膜組裝的LiFePO4/Li電池表現(xiàn)出良好的循環(huán)和倍率性能，具有良好的應(yīng)用前景。該工作目前以題目“Constructing stable ordered ion channels for a solid electrolyte membrane with high ionic conductivity by combining the advantages of liquid crystal and ionic liquid” 發(fā)表在J. Mater. Chem. A上（J. Mater. Chem. A, 2019, 7, 1069-1075）。博士研究生王師和曾慶輝為該論文的共同第一作者，張遼云教授為通訊作者。
該系列研究工作得到了北京大學(xué)周恒輝教授、中國科學(xué)院大學(xué)材料學(xué)院劉向峰教授、北大先行科技產(chǎn)業(yè)有限公司的大力幫助；獲得了國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院分子科教融合等項目的支持。
論文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/ta/c8ta09489f
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