​吉大徐吉静Angew.：具有高室温离子导电性的固有微孔固态离子导体聚合物

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​吉大徐吉静Angew.：具有高室温离子导电性的固有微孔固态离子导体聚合物
具有高离子电导率和卓越稳定性的固态电解质（SSE）被认为是固态锂电池安全运行的关键技术。然而，目前的固态电解质无法满足实用固态锂电池的要求。
​吉大徐吉静Angew.：具有高室温离子导电性的固有微孔固态离子导体聚合物
图1 PIMs-SSE的设计
吉林大学徐吉静等为高能锂电池开发了一种基于具有亚纳米离子传输通路的固有微孔聚合物 (PIMs)的固态锂离子导体。在基于PIMs的固态锂离子导体中，可电离基团可产生相互连接的离子通道，从而提高离子传导性。因此，锂离子交换后的PIMs（PIM-1-Li和AO-PIM-1-Li）离子导体在室温下分别具有5.13×10-4和1.06×10-3 S cm-1的高离子电导率。此外，所获得的PIMs基固态电解质具有0-4.5 V的宽电化学稳定性窗口和高热稳定性，同时还具有低成本、可加工性和机械稳定性。
​吉大徐吉静Angew.：具有高室温离子导电性的固有微孔固态离子导体聚合物
图2 基于PIMs的SSE中的Li+导电性和传输机制
基于PIMs基固态电解质的这些协同改进特性，锂金属软包电池（LiFePO4|AO-PIM-1-Li|Li）显示出长循环寿命（超过100次循环）、高安全性以及对弯曲、扭曲、切割和钉刺试验的高耐受性。此外，基于合理设计的固态空气负极，固态Li-O2电池也实现了类似的改进（比容量高达11307 mAh g-1，倍率性能优越，循环寿命长达247次），其比容量和循环寿命远远高于其他最先进的固态Li-O2电池。
图3 锂金属软包电池性能
Polymers of intrinsic microporosity solid ion conductors for solid-state lithium batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202308837

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