传统的聚合物电解质在室温下的离子导电性远低于液体和陶瓷电解质，限制了它们在电池中的实际应用。
在此，复旦大学陈茂教授，昆山杜克大学林欣蓉副教授和马萨诸塞理工学院Yang Shao-Horn教授等人通过在交替的聚合物序列中精确放置设计的重复单元，实现了锂离子的均匀分布、非聚集的锂离子-阴离子溶剂化以及通过序列协助的点对点离子迁移，从而将锂离子导电性调整高达三个数量级。
图1. 不同聚合物序列中Li+解离的分析
总之，该工作发现序列控制对锂离子的解离和传导具有根本性影响，它赋予聚合物侧链期望的链运动性能，克服了固态聚合物电解质的离子传输固有限制。通过使用交替排列的氟化锂盐和PEO挂链，研究人员提高了离子分布的分子级均一性，调控了阴离子-Li+络合反应，从而提高了Li+的解离，实现了独特的序列辅助PEO-Li+-阴离子迁移。
此外，交替排列的单离子聚合物电解质（SIPE）能够在室温下实现全固态锂金属电池的运行，解决了固态电解质长期以来的问题。这项研究表明，聚合物序列可以更精细地编程，各种功能可以被设计，为在锂电池之外的能源设备中实现高效的离子传输和多功能离子导电材料开辟了新途径。
图2. 电池性能
Sequencing polymers to enable solid-state lithium batteries, Nature Materials 2023 DOI：10.1038/s41563-023-01693-z
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