當代有機混合離子電子導體(OMIEC)研究的一個重點領域是利用其雙重導電特性來增強能量存儲應用中離子/電子傳輸動力學。然而,對于OMIEC對鋰離子電池(LIBs)中電解質陰離子和溶劑的響應的了解仍然有限。鑒于此,美國理海大學(Lehigh University) Elsa Reichmanis等首次通過全面評估和表征揭示了OMIEC——聚[3-(鉀-4-丁酸酯)噻吩-2,5-二烯基](P3KBT)的溶劑拒斥和離子親和(SP-IP)特性。
本文要點:
(1)溶劑拒斥特性來自P3KBT與電解質溶劑之間的色散相互作用、極性相互作用和氫鍵作用的協同作用。離子親和特性由P3KBT側鏈羧酸鹽基團與LiPF6之間的靜電相互作用以及聚噻吩主鏈與PF6?的可逆電化學摻雜/去摻雜驅動。
(2)SP-IP特性促使在P3KBT涂層應用于活性材料表面時,形成富LiF、限Li2CO3的陰極電解質界面(CEI)層,從而顯著提高半電池在2 C條件下的使用壽命,超過1500次循環。
H. Ren, Z. Sun, M. Wang, M. Sun, H. Li, A. Pace, E. S. Takeuchi, A. C. Marschilok, S. Yan, K. J. Takeuchi, E. Reichmanis, Solvent-Phobic and Ionophilic Carboxylated Polythiophene Layer for Fluoride-Rich Cathode Electrolyte Interphase. Adv. Energy Mater. 2025, 2406019.
https://doi.org/10.1002/aenm.202406019