Ionic liquids (ILs)‐incorporated solid‐state polymer electrolytes (iono‐SPEs) have high ionic conductivities but show non‐uniform Li+ transport in different phases. This work greatly promotes Li+ transport in polymer phases by employing a poly (vinylidene fluoride‐trifluoroethylene‐chlorotrifluoroethylene) [P(VDF‐TrFE‐CTFE), PTC] as the framework of ILs to prepare iono‐SPEs. Unlike PVDF, PTC with suitable polarity shows weaker adsorption energy on IL cations, reducing their possibility of occupying Li+‐hopping sites. The significantly higher dielectric constant of PTC than PVDF facilitates the dissociation of Li‐anions clusters. These two factors motivate Li+ transport along PTC chains, narrowing the difference in Li+ transport among varied phases. The LiFePO4/PTC iono‐SPE/Li cells cycle steadily with capacity retention of 91.5 % after 1000 cycles at 1 C and 25 °C. This work paves a new way to induce uniform Li+ flux in iono‐SPEs through polarity and dielectric design of polymer matrix.
Ionische Flüssigkeiten (ionic liquids, ILs) eingebettet in feste Polymer‐Elektrolyte (iono‐SPEs) weisen eine hohe ionische Leitfähigkeit auf, zeigen jedoch einen nicht‐uniformen Li+‐Transport in den verschiedenen Phasen. In dieser Arbeit wird gezeigt wie der Li+‐Transport in Polymerphasen erheblich durch ein Poly(vinylidenfluorid‐trifluorethylen‐chlorotrifluorethylen)‐Netzwerk [P(VDF‐TrFE‐CTFE), PTC] ILs zur Herstellung von iono‐SPEs verbessert werden kann. Im Gegensatz zu PVDF zeigt PTC mit geeigneter Polarität eine schwächere Adsorptionsenergie an IL‐Kationen, wodurch ihre Möglichkeit, Li+‐Sprungstellen zu besetzen, reduziert wird. Die deutlich höhere Dielektrizitätskonstante von PTC als PVDF erleichtert die Dissoziation von Li‐Anionen‐Clustern. Diese beiden Faktoren verstärken den Li+‐Transport entlang von PTC‐Ketten, wodurch der Unterschied des Li+‐Transports zwischen den verschiedenen Phasen verringert wird. Die LiFePO4/PTC iono‐SPE/Li‐Zellenzyklen stabil mit einer Kapazitätserhaltung von 91.5 % nach 1000 Zyklen bei 1 C und 25 °C. Diese Arbeit ebnet einen neuen Weg zur Erzeugung eines gleichmäßigen Li+‐Flusses in iono‐SPEs durch Optimierung der Polarität und Dielektrizität der Polymermatrix.
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