基于FTIR解卷积技术的GG-DMSO-LiBOB凝胶聚合物电解质中锂离子配位作用及其对离子传导性能的影响

【编辑推荐】本研究通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）结合峰解卷积技术，首次系统揭示了天然聚合物结冷胶（GG）与LiBOB盐在DMSO溶剂中的配位机制，发现13.08 wt.% LiBOB时形成最优H?O???Li+/C=O???Li+/COO????Li+网络，获得4.76 mS cm?1超高离子电导率，为绿色高性能凝胶电解质（GPE）设计提供分子层面指导。

　　

Highlight

本研究通过分子光谱学手段揭示了天然多糖基凝胶电解质中锂离子的精准配位机制

Results and Discussions

图2展示了GG聚合物、DMSO、LiBOB盐及GG?DMSO?LiBOB凝胶聚合物电解质（GPEs）在4000-2700 cm^?1和2000-650 cm^?1波数范围内的FTIR光谱。纯GG在3348 cm^?1处的宽峰对应羟基（OH）伸缩振动，而添加LiBOB后该峰发生蓝移且强度增强，证实H?O???Li⁺配位键形成。在羰基区域（1750-1650 cm^?1），C=O???Li⁺相互作用导致特征峰分裂为1692 cm^?1（配位态）和1720 cm^?1（自由态）两个子峰。通过1850-1750 cm^?1区间解卷积分析，发现S4样品（13.08 wt.% LiBOB）具有86.51%的最高自由离子比例，与其4.76 mS cm^?1的峰值电导率完美吻合。

Conclusion

FTIR解卷积技术成功解析了GG?DMSO?LiBOB体系中Li⁺与羟基/羰基/羧酸根的配位化学，证实13.08 wt.%盐浓度时形成三维离子传输网络。该工作为设计基于天然聚合物的下一代凝胶电解质（GPE）提供了关键分子设计准则。