设计高阳离子迁移数氟碳基聚合物电解质用于全固态钠离子电池

本研究报告了一种基于全氟碳（FC）与聚环氧乙烷（PEO）接枝共聚物及其复合材料的固态聚合物电解质，其室温离子电导率达～8.4×10-5 S cm-1，阳离子迁移数提高至0.46，显著优于传统PEO体系，为高安全性全固态钠离子电池（SIBs）的开发提供了创新材料策略。

　　

Materials and chemicals

(1H,1H,2H,2H) 十七氟-1-癸醇（>98%，TCI化学品）、丙烯酰氯（>98%，Thermo Fischer Scientific）、三乙胺（98%，SRL化学品）、m-PEG丙烯酸酯（分子量～450 g mol^-1，TCI化学品）、偶氮二异丁腈（AIBN，98%，SRL化学品）、双(三氟甲烷)磺酰亚胺钠盐（NaTFSI，99.9%，Sigma Aldrich）均直接购买使用，无需进一步纯化。溶剂购自Thermo Fischer Scientific，为分析级。CDCl₃购自……

Synthesis of fluorocarbon-containing acrylate and fluorocarbon-containing graft copolymer

为获得氟碳基接枝共聚物，首先在惰性条件下将1H,1H,2H,2H-十七氟-1-癸醇与丙烯酰氯反应，合成含氟碳的丙烯酸酯单体（FCAc）（图1(a)）。随后通过自由基聚合接枝制备了两亲性共聚物（HC-g-FC-g-PEO）（具体单体和接枝共聚物的合成方法见实验部分）。该聚合物的主链……

Conclusion

我们在此证明，通过添加两亲性接枝共聚物，PEO-NaClO₄体系的离子电导率、机械柔性和电化学稳定性均得到显著提升，同时阳离子迁移数从0.23提高至0.46。共聚物的存在主导了离子传输，从而保留了阳离子传导的优势。通过稳定的聚合物-离子相互作用形成的稳定离子传输通道，因而……