固態電解質被認爲是提高鋰離子電池,取代液體電解質的優質選擇,是近年來實用電解質的重要研究目標。中國科學院青島生物能源與過程研究所崔光磊糰隊,歷經近 2年的時間和努力,成功研製齣尼龍固態電解質,取得瞭固體聚閤物電解質研究的重大突破。
尼龍(PA)獨特的 醯胺鍵(肽鍵) 和豐富的 氫鍵網絡結構 使其具有良好的綜閤性能, 包括力學性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學藥品性和自潤滑性等,且尼龍的摩擦繫數低,有一定的阻燃性。
那麽尼龍固態電解質是如何誕生的呢?這就輪到 雙三氟甲烷磺醯亞胺鋰(LITFSI)上場瞭。
研究人員利用高濃度雙(三氟甲烷)磺醯亞胺鋰(LiTFSI)的水溶液破壞瞭尼龍的的結構,解開瞭與氫牢固鍵閤的尼龍大分子鏈,併使其再生爲具有橋接陽離子-陰離子締閤的交聯結構。
這種交聯網絡結構賦予瞭尼龍固態電解質高粘彈性和可逆拉伸性。而高粘彈特性正是解決固態電池和柔性器件界麵問題(層移、錯位等)所需要的,研究人員髮現尼龍電解質具有良好的電化學性能,併利用其設計瞭一體化的固態柔性電池作爲應用窗口,實現瞭柔性電池的穿戴功能。
這項研究利用傳統聚閤物開髮功能性電解質提供瞭思路,爲高級電池的開髮提供瞭新的視角。