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High-Performance PVDF-HFP Quasi-Solid-State Polymer Electrolyte Achieved by Multivalent Cation for Ultra-Rate and Long-Cycle-Life SodiumMetal Batteries
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在本研究中,通过引入高价阳离子盐In(OTf)3,成功开发了一种基于PVDF-HFP的准固态聚合物电解质。所得的PHIn-E准固态聚合物电解质表现出高的离子电导率和迁移数,这是因为In(OTf)3的引入通过离子-偶极和偶极-偶极相互作用诱导聚合物链从α相转变为β相。这种转变促进了NaClO4的解离,限制了ClO4-的迁移,并缩短了Na+的传输路径,从而优化了Na+传输动力学。此外,低的LUMO和高的HOMO能级有利于In(OTf)3在正负极的优先分解,形成富含无机物、薄且致密的SEI和CEI,这促进了Na+的快速穿透并有效抑制了副反应。因此,组装的对称电池和全电池在高倍率下都表现出出色的长期循环稳定性。令人印象深刻的是,该全电池甚至可以在极端温度拥有优异的循环稳定性。此外,Na||NVP软包电池的成功运行证明了这种PHIn-E的实际应用潜力。这项工作阐明了In(OTf)3对PVDF-HFP准固态聚合物电解质结构和界面性质的调控机制,丰富了开发高性能准固态聚合物电解质钠金属电池的理论基础。
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