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　　近日，我校化工學(xué)院能源材料與電化學(xué)省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室孫呈郭教授、安百鋼教授等和中國(guó)科學(xué)院金屬研究所李峰研究員合作，圍繞低界面阻抗、高穩(wěn)定性且與鋰負(fù)極兼容的固態(tài)聚合鋰離子電池開(kāi)展工作，并取得重要進(jìn)展，研究成果以“Double Ionic-Electronic Transfer Interface Layers for All-Solid-State Lithium Batteries”在國(guó)際化學(xué)類(lèi)TOP期刊《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》（英文全稱(chēng)：Angewandte Chemie International Edition）在線(xiàn)發(fā)表，我校為第一通訊單位，2020屆博士生鄭金剛為第一作者。

　　固態(tài)電解質(zhì)被認(rèn)為是獲得高安全、高能量密度鋰電池的有效途徑之一。無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和有機(jī)固態(tài)電解質(zhì)分別具有較好的鋰離子傳導(dǎo)和柔韌性等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前固態(tài)電解質(zhì)中研究最多的材料。然而，固態(tài)鋰電池中固態(tài)電解質(zhì)的固固接觸界面所引起界面阻抗，阻礙了鋰離子和電子在界面層傳輸、轉(zhuǎn)移，且在循環(huán)過(guò)程中，界面對(duì)金屬鋰負(fù)極的不穩(wěn)定性，最終導(dǎo)致電化學(xué)性能下降。為了解決這一難題，該研究工作利用原位電化學(xué)聚合的方法來(lái)形成快速離子-電子傳輸界面，可實(shí)現(xiàn)傳導(dǎo)鋰離子，又能改善電子轉(zhuǎn)移。首先，在界面處形成導(dǎo)電聚合物，來(lái)降低阻抗，且原位生長(zhǎng)的方式能夠形成更好的界面接觸。其次，生成的聚噻吩是線(xiàn)性共軛聚合物，可與線(xiàn)性的PEO電解質(zhì)形成一體化結(jié)構(gòu)，使得界面層具有較好的電化學(xué)穩(wěn)定性及兼容性，而且電解質(zhì)與電極材料間的接觸更加緊密，促進(jìn)界面鋰離子和電子的快速傳輸。離子-電子傳輸界面的形成可有效降低界面阻抗，減少充放電過(guò)程的極化效應(yīng)，提升循環(huán)倍率性能。

　　該成果實(shí)現(xiàn)了在較低溫度下，固態(tài)鋰電池中電化學(xué)聚合原位構(gòu)建快速離子-電子傳輸界面層，表現(xiàn)出高比容量，優(yōu)異循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。該工作可擴(kuò)展到噻吩、吡咯及苯胺等單體的聚合，為解決全固態(tài)鋰電池中界面問(wèn)題提供了簡(jiǎn)單有效的思路。此外，能源材料與電化學(xué)省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)還開(kāi)展了全固態(tài)聚合物電解質(zhì)快離子傳輸?shù)难芯浚ㄟ^(guò)將多硫鋰離子嫁接到PEO鏈端實(shí)現(xiàn)了鋰離子在聚合物中的遷移，相關(guān)成果以“Fast lithium ion transport in solid polymer electrolytes from polysulfide-bridged copolymers”為題發(fā)表在《Nano Energy》上（IF=16.6, 2020, 75: 104976）.

　　上述工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、興遼英才計(jì)劃人才項(xiàng)目、遼寧省能源材料與電化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持。

　　相關(guān)鏈接： https://doi.org/10.1002/anie.202104183