블록 공중합체 전해질의 고유 이온 수송 특성

고유 특성에 대한 지식은 재료 설계 및 특정 응용 프로그램에 대한 적합성을 평가하는 데 중심적인 중요성을 갖습니다. 자가 조립 블록 공중합체 전해질(BCEs)은 고체 상태 에너지 저장 장치 응용 분야에서 큰 관심을 받고 있습니다. 하지만 이온 수송 특성에 대한 기본 이해는 결함과 같은 외부 요인을 도메인 간의 인터페이스 존재와 같은 고유 요인에서 구별하기 어려움으로 인해 방해받고 있습니다. 여기에서 우리는 폴리(스타이렌-블록-에틸렌 옥사이드)(SEO)와 리튬 비스(트리플루오로메탄설포닐)이미드(LiTFSI) 염으로 구성된 모델 BCE 시스템의 고유 이온 수송 특성을 양극 지문 전극에 얇은 필름을 증착하고 필름 전체에 완전히 연결된 평행층 구조를 자가 조립하는 일반화 가능한 전략을 사용하여 정량화합니다. 동량비(r, 리튬 이온 대 에틸렌 옥사이드 반복 단위의 몰비)의 다양한 염 농도와 온도에서 동질 고분자 폴리(에틸렌 옥사이드)(PEO)-LiTFSI 전해질의 전도도와 SEO의 유사 전도 물질 간의 비교는 SEO의 PEO 중 20%에서 50%가 비활성임을 보여줍니다. 염 농도에 따라 크게 변화하는 도메인 구조 및 도메인 인터페이스의 단량체 농도 프로파일에 대한 평균장 이론 계산을 사용하여, 전도도 측정에서 파생된 SEO의 비활성 PEO 비율은 폴리스타이렌의 몇 개 체적 백분율 이상과 혼합된 PEO의 비율과 정량적으로 조정될 수 있습니다. BCEs의 이온 수송에 대한 해로운 인터페이스 효과에도 불구하고, 여기서 연구된 SEO의 고유 전도도(약 10-3 S/cm, 90 °C, r = 0.085)는 유사한 분자량 SEO의 부피 샘플에서 보고된 값(약 10-4 S/cm, 90 °C, r = 0.085)보다 한 차원 높은 수준입니다. 전반적으로 이 연구는 향상된 BCE 화학 설계, 인터페이스 공학 및 가공을 추구하기 위한 동기 및 방법을 제공합니다.