通过路易斯酸性聚合物电解质增强阳离子扩散并抑制阴离子扩散
化学物理
2017-01-24 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
软凝聚态物质
摘要
固态聚合物电解质(SPE)有潜力提高锂基电池的能量密度和稳定性，但低锂离子导电率仍是技术可行性的障碍。SPE的设计旨在最大化锂离子相对于阴离子的扩散率，同时保持足够的盐溶解度。因此值得注意的是，最广泛使用的SPE——聚氧化乙烯(PEO)——在中等盐浓度下表现的锂离子扩散率比典型反离子（如TFSI）小一个数量级。本文中，我们表明像PEO这样的路易斯碱性聚合物本质上有利于慢速阳离子和快速阴离子扩散，而这一关系在路易斯酸性聚合物中可逆转。利用分子动力学(MD)模拟，我们确定了路易斯酸性聚硼烷，其相对于PEO实现了高达十倍的锂离子扩散率增加和显著的阴离子扩散率降低。这类新型路易斯酸性SPE的结果阐明了一个通用原理：通过展现较弱阳离子和较强阴离子配位的聚合物化学来提高锂离子扩散率和迁移数。
引用
@article{arxiv.1610.06838,
title = {Enhancing Cation Diffusion and Suppressing Anion Diffusion via Lewis-Acidic Polymer Electrolytes},
author = {Brett M. Savoie and Michael A. Webb and Thomas F. Miller},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.06838},
year = {2017}
}