通过阴离子改性和点击化学构建高性能聚合物电解质用于可充镁电池

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聚合物电解质因其卓越的特性，包括高柔性、优异的界面相容性、宽的电化学稳定窗口和增强的安全特性，在推进可充镁电池（RMB）方面发挥着至关重要的作用。尽管其具有这些优势，但该领域的研究仍处于起步阶段，受到单一制备方法和聚合物电解质与镁金属阳极之间相容性相关挑战的困扰。

近日，上海交通大学努丽燕娜教授提出了一种新的合成策略，通过阴离子改性和硫醇烯点击化学聚合，制备了一种由玻璃纤维基底支撑的甘油α,α'-二烯丙基醚-3,6-二氧杂-1,8-辛二硫醇基聚合物电解质（GDT@GF CGPE）。其开发的路线具有新颖性和高效性，使得GDT@GF膜具有优异的机械性能、增强的离子电导率、提高的Mg²⁺迁移数和与镁阳极良好的相容性。结果，组装的改性Mo₆S₈||GDT@GF||Mg电池在宽温度范围内表现出优异的性能，解决了关键的安全问题，展示了在极端条件下应用的潜力。该工作的创新制备策略为高性能可充镁电池中聚合物电解质的进步提供了有前景的途径，同时也为未来大规模应用和柔性电子器件的发展开辟了可能性。

文章要点：

1. 通过阴离子改性和巯基烯点击化学合成的GDT@GF CGPE具有卓越的综合性能。GDT@GF CGPE具有优异的机械强度，拉伸强度比传统GF高出1403%，离子电导率在室温下为1.19×10^-4 S cm^-1，60℃时为3.49×10^-4 S cm^-1。此外，它的镁离子转移数高达0.704，与镁阳极的兼容性极佳。

2. 当与改良的Mo₆S₈阴极集成时，所产生的全电池能在较宽的温度范围（0至60℃）内保持稳定运行，大大提高了安全参数，并显示了在具有挑战性的条件下部署的前景。

3. 此外，综合表征技术（包括²⁵Mg NMR和²⁷Al NMR光谱分析）与DFT、MD 和AIMD等理论计算相结合，为了解聚合物基质内物种的组成和行为提供了宝贵的见解。这种开创性的制备方法不仅为镁金属电池用高性能聚合物电解质的开发设定了新标准，还为未来的大规模应用和潜在的柔性电子器件集成奠定了基础。