一种改变导电聚合物机械和运输性能的方法

导电聚合物是具有可以导电的大分子合成物质，可以具有广泛的有价值的应用。例如，它们已被用于制造传感器、发光二极管、光伏和各种其他设备。

近年来，这些导电材料已被证明在制造能量转换和存储设备(包括电池)方面特别有前途。然而，添加这些功能的方法并不总是可靠的，这极大地限制了基于这些材料的电池的大规模实施。

劳伦斯伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校的研究人员最近推出了一种策略，可以帮助可靠地开发导电聚合物中具有明确形状的分层有序结构(HOS)。这一战略发表在《自然能源》杂志上的一篇论文中介绍，可以为创造高性能电池技术，特别是锂离子电池开辟新的可能性。

“在导电聚合物的传统设计中，通过自下而上的合成方法引入有机官能团，通过修饰单个聚合物来增强特定性能，”Tianyu Zhu和他的同事在他们的论文中写道。“不幸的是，官能团的添加导致了相互冲突的效果，限制了它们的大规模合成和广泛的应用。我们展示了一种具有简单初级构建块的导电聚合物，可以对其进行热处理以开发具有明确定义的纳米晶体形态的分层有序结构(HOS)。

Zhu和他的同事没有像以前的工作那样改变导电聚合物的主要结构，而是探索了在材料上形成组织良好的3D结构的可能性。这些结构可以实现所需的功能，而无需增加聚合物的主要结构复杂性。

研究人员提出的形成这些结构的方法基于受控的热过程。作为研究的一部分，他们专门使用它来改善称为聚(9，9-二辛基芴-co-芴烯钴-甲基苯甲酸酯)或PFM的导电聚合物的机械和运输性能。

“我们在导电聚合物中构建永久HOS的方法导致电荷传输性能和机械鲁棒性的显着增强，这对于实际锂离子电池至关重要，”朱和他的同事在他们的论文中解释说。“最后，我们证明了具有HOS的导电聚合物能够使具有高负载微米尺寸SiO的全电池具有出色的循环性能。x基于阳极，提供超过 3.0 mAh cm 的面容量−2超过300次循环，平均库仑效率为>99.95%。

该研究小组进行的初步评估产生了非常有希望的结果，突出了他们的方法在增强导电聚合物功能方面的前景。朱和他的同事随后表明，这些增强聚合物能够制造高性能锂离子电池。

虽然到目前为止，研究人员主要将他们的方法应用于聚合物PFM，但它可能用于改变各种其他导电聚合物的传输性能。这意味着它可以帮助开发许多技术和设备，包括生物传感器，显示器和光伏，例如帮助提高其稳定性，运输效率和耐用性。

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