由于聚合物解离锂盐和传输离子能力较差，聚合物固态电解质表现出较低的离子电导率 (≈10⁻⁷–10⁻⁵ S cm⁻¹) 和锂离子迁移数 (t_Li+≈0.2–0.4)。近日，深圳大学Yan-Fei Huang，Chen Liu和清华大学深圳研究院Yan-Bing He课题组开发了一种由高介电性聚（偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯）（TerP）和全反式聚（偏氟乙烯-三氟乙烯）（CoP）组成的聚合物固态电解质，可同时促进锂盐的解离和离子传输。

本文要点

1)   作者发现高介电常数增加了-CH₂CF₂极性基团的极性，从而产生了强电负性端基促进锂离子从锂盐中解离出来；

2)   全反式构象保证了所有氟原子都位于链的一侧，构成了离子快速跃迁通道；

3)   基于TerP/CoP的固态电解质（TC SPE）表现出高离子电导率 (2.37*10⁻⁴ S cm⁻¹)和锂离子迁移数(t_Li+≈0.61)。其锂对称电池可稳定循环超过4500 h，LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂/TC SPE/Li电池在1C和2C下可分别稳定循环1000周和600周。

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Yan-Fei Huang, Jian-Ping Zeng, Shuang-Feng Li, Chen Dai, Jun-Feng Liu, Chen Liu, Yan-Bing He, Conformational Regulation of Dielectric Poly(Vinylidene Fluoride)-Based Solid-State Electrolytes for Efficient Lithium Salt Dissociation and Lithium-Ion Transportation, Adv. Energy Mater., 2023

DOI: 10.1002/aenm.202203888

https://doi.org/10.1002/aenm.202203888