聚氧化乙烯(PEO)是一种很有前景的固态锂硫电池固体电解质材料，但其本征离子电导率低、力学性能差、不能阻碍多硫化物穿梭效应等限制了其应用。
近日，北京大学深圳研究生院潘锋（通讯作者）、杨卢奕（通讯作者）和北京航空航天大学刘新华（通讯作者）等人在材料研究顶级期刊Adv. Funct. Mater.上发表了题为”PIM-1 as a Multifunctional Framework to Enable High-Performance Solid-State Lithium–Sulfur Batteries”的研究性论文。
PIM-1如何提高PEO基固态锂硫电池性能的示意图
作者合成了一种具有固有微孔率的聚合物(PIM)，并将其作为有机骨架，通过形成复合电解质(PEO-PIM)来全面提高PEO的性能。PIM-1独特的结构不仅将PEO电解质的机械强度和硬度提高了一个数量级，增加了对金属锂负极的稳定性，而且通过降低结晶度提高了其离子导电性。
PEO-PIM膜的形貌和性能表征
此外，由于亲电的1，4-二氰基氧杂菲官能团与多硫化物具有较高的结合能，PIM-1可以有效地捕获多硫化物锂物种，从而减轻有害的多硫化物穿梭效应。
得益于这些特性，PEO-PIM复合电解质的使用大大提高了固态锂硫电池的倍率性能、长循环稳定性和优异的安全性能。该方法为固体聚合物电解质的优化提供了新的方向。
用原子力显微镜测量固体聚合物电解质的表面形貌和力学性能
PIM-1 as a Multifunctional Framework to Enable High-Performance Solid-State Lithium–Sulfur Batteries(Adv. Funct. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adfm.202104830)
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