调节聚(偏二氟乙烯)与聚(环氧乙烯)混合物的界面相容性，以改善固态聚合物电解质的性能

《Science China-Chemistry》：Tuning the interfacial compatibility of poly(vinylidene difluoride) and poly(ethylene oxide) blends for improved solid-state polymer electrolytes

针对固体聚合物电解质（SPEs）中PEO与PVDF直接混合导致相分离的问题，本研究设计合成PEO基嵌段共聚物作为相容剂，通过调控界面相容性构建连续纳米结构，所得SPEs在机械模量（380 MPa）、离子电导率（2.0×10^-4 S/cm, 30℃）、传输数（0.60）和电化学稳定性（4.5 V）等方面表现优异，提供了一种高效化学改性方法。

　　

摘要

开发安全且高性能的固体聚合物电解质（SPEs）仍然是全固态电池面临的关键挑战。在各种聚合物材料中，聚环氧乙烷（PEO）被研究得最为广泛，而聚偏二氟乙烯（PVDF）近年来也引起了极大的关注。然而，单一聚合物自身的缺点使得它们难以满足实际应用的需求。通过物理混合不同类型的SPEs是一种简单直接的优化性能的方法。不幸的是，PEO与PVDF（或PVDF衍生物）的直接混合通常会导致宏观相分离，从而无法实现它们之间的协同作用。在此，我们设计并合成了基于PEO的嵌段共聚物作为相容剂，以防止PVDF/PEO混合物中的宏观相分离。通过调节界面相容性，通过微相分离形成了具有高光学透明度的连续纳米结构。所得到的SPEs兼具高机械模量（380 MPa）、高离子导电性（30°C时为2.0 × 10^?4 S cm^?1）、较大的迁移数（0.60）以及电化学稳定性（4.5 V）等优点。这种简单高效的化学改性方法为设计高性能SPEs提供了新的思路。