2024年7月4日，深圳北理莫斯科大学程俊业副教授、王静威高级讲师、香港城市大学陈国华院士在清华大学主办的高起点新刊Nano Research Energy上发表题为“Electron/ion-conductive and flexible dual-functional copolymer enabled by EDOT and h2PDMS for optimized Li-ion batteries”的最新研究文章。
锂离子电池的能量密度与电极材料的工作电压和比容量直接相关，因此优化高压NaLiFePO4F正极和高比容量Si负极的电化学稳定性至关重要。目前，通常采用在活性材料或电极水平上进行表面涂层的方法提高电极导电性和进行表面保护。然而，传统的涂层材料很脆，附着力弱，可能导致表面分层，从而降低电极性能。此外，多数涂层材料具有低离子和/或电子电导率，降低了电池的倍率性能并增加了不可逆容量。因此，开发一种高离子和电子电导率并兼顾柔性的聚合物是提高NaLiFePO4F正极和Si负极循环稳定性的关键所在。
图1.（a）PEDOT-PDMS合成示意图，（b）NaLiFePO4F electrode@PEDOT-PDMS电极CV曲线，（c）SiNP@PEDOT-PDMS 颗粒的锂化过程。
针对以上问题，本文通过h2PDMS和EDOT单体聚合得到具有电子/离子导电性和柔韧性的共聚物PEDOT-PDMS。该聚合物不仅可以优化NaLiFePO4F正极材料稳定性，而且还改善了Si负极循环稳定性。理论计算和实验表明，该聚合物膜断裂时的杨氏模量为 1.17 ± 0.10 MPa，PEDOT-PDMS分子链中的π-π共轭结构提供了电子转移途径，而Li离子则通过Si-O链段转移。原位透射电镜结果直接证实了PEDOT-PDMS提供了导电通路，缓冲了电极活性材料锂化引起的应力。
第一作者：
王静威高级讲师
通讯作者：
深圳北理莫斯科大学程俊业副教授
香港城市大学陈国华院士
相关论文信息：
论文原文在线发表于Nano Research Energy，点击“阅读原文”查看论文
论文标题：
Electron/ion-conductive and flexible dual-functional copolymer enabled by EDOT and h2PDMS for optimized Li-ion batteries
论文网址：
https://doi.org/10.26599/NRE.2024.9120133
DOI：10.26599/NRE.2024.9120133
论文引用：
Wang J, Bai Z, Zhao Z, et al. Electron/ion-conductive and flexible dual-functional copolymer enabled by EDOT and h2PDMS for optimized Li-ion batteries. Nano Research Energy, 2024, https://doi.org/10.26599/NRE.2024.9120133
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