研究人员通过创新的一锅原位合成范式开发了一类混合的硫化合物-聚合物材料。
研究人员同时开发了无机和聚合物电池电解质,可用于化学领域。
这种混合电解质是由芝加哥大学普利兹克分子工程学院的研究人员开发的,它是固态无机电解质和聚合物电解质的混合物,无机电解质可以非常有效地移动颗粒。
研究人员透露,Amanchukwu实验室的一项新技术可以同时在同一个容器中构建无机电解质和聚合物电解质。这种“一锅”原位方法创造了一种可控的、均匀的混合物,将无机固体的导电性与聚合物的柔韧性结合起来。
一类硫化聚合物杂化材料
“这是一个两难的局面。芝加哥大学普利兹克分子工程学院(UChicago PME)的助理教授Chibueze Amanchukwu说:“从无机材料的高离子导电性和聚合物的良好机械性能来看,这是一种两全其美的混合物,还是两者最差性能的结合。”
Amanchukwu补充说:“当你制造锂金属电池时,原位方法比物理混合方法要好得多。”
该研究发表在《材料化学》杂志上,研究人员通过创新的一锅原位合成范例开发了一类硫化物-聚合物混合材料。
以二氯乙烷(DCE)为例,研究人员发现了聚合物和无机形态,并呈现出可控的、均匀的无机和聚合物分布。
“在一定比例下,我们发现无机和聚合物之间存在共价键的证据。在一定比例下,我们发现无机物和聚合物之间存在共价键的证据。”
他们还在锂金属电池中展示了这种材料,与非原位聚合物+硫化物控制相比,他们的原位材料具有更好的机械性能,更优越的离子电导率和锂金属循环性能。
改变无机聚合物电解质合成模式的技术
这项创新有望改变无机-聚合物混合电解质的合成模式,并为这些材料在其他应用中的利用开辟一条途径。
研究人员透露,尽管这项研究主要集中在电池电解质上,但这项新技术有望对半导体研究、电子、工业涂料、密封剂和任何其他依赖混合材料的领域产生影响。
第一作者Priyadarshini Mirmira说:“如果你能在一个锅里制造出这两种材料,你现在就减少了制造这种混合材料所需的劳动力。”
这项研究的重点是锂电池,因为它们在电动汽车、电网存储和其他应用中最常见。但这项技术也适用于钠电池,钠电池正在成为锂电池的一种更便宜、更丰富的替代品。
Mirmira强调,将一锅工艺扩展到工业制造所需的水平将需要“几个不同的旋钮来调整”。
然而,她强调,这个过程需要完全无空气,首先,在氩气或另一种惰性气体下进行。根据Mirmira的说法,这在实验室比在工厂车间更容易维护。
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