西交丁书江Nano Energy：金属锂电池聚合物固体电解质中蒙脱石的局部电场效应

内置无机填料的固体聚合物电解质(SPE)具有良好的柔韧性、良好的界面润湿性和较低的成本，在制造安全固态电池方面具有很好的应用前景。然而，无机填料的形态和表面状态对SPE的离子导电性有很大影响。

近日，西安交通大学丁书江（通讯作者）等人报道了紫外光引发聚乙二醇甲基醚丙烯酸酯(MPEGA)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)和蒙脱石(MMT)在电池正、负极之间的原位交联，形成了一种由坚固的互穿聚合物网络基质和层状MMT纳米片组成的固体复合电解质(CMP/MMT)。

a)Li⁺在不同类型固体复合电解质中的迁移途径。b)分层MMT结构示意图。c)紫外光引发正负液体前驱体原位交联过程示意图及相应的数码照片。

令人惊讶的是，化学机械抛光/蒙脱土具有高的室温离子电导率(~1.06 mS cm⁻¹)、大的锂离子迁移数(T_Li+=0.79)。离子电导率的大幅提高归因于蒙脱石(MMT)的局域电场效应，加速了锂离子在蒙脱土纳米片层间的快速传输。

a）CMP/MMT膜的数码照片。b)CMP/MMT膜的扫描电镜图像。c-d)纯MMT和CMP/MMT的三维重建图像。e)交联CMP的FTIR光谱。F)CMP/MMT的动态存储(G‘)和损耗(G’‘)模量和损耗正切随时间变化。g)化学机械抛光和化学机械抛光/蒙脱土的X射线衍射图谱。h)CMP和CMP/MMT的DSC曲线。i)液体电解质残留物与加热时间的关系。

此外，还用密度泛函理论(DFT)对提高离子电导率的机理进行了论证。结果表明，采用化学机械抛光/蒙脱土制备的固态电池具有~140 mAh g⁻¹的高容量，在0.3 C循环后容量保持率>98%。

纯CMP和CMP/MMT的电化学和安全性分析

Local electric field effect of montmorillonite in solid polymer electrolytes for lithium metal batteries(Nano Energy, 2021, DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106490)

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西交丁书江Nano Energy：金属锂电池聚合物固体电解质中蒙脱石的局部电场效应

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