状态无关电解质(SSIE)
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新型有机材料让离子在固态中自由移动
科技日报· 2025-12-22 00:57
技术突破 - 英国牛津大学科学家研发出一类名为“状态无关电解质”(SSIE)的全新有机材料,打破了液体固化时离子电导率大幅下降的规律,让离子在固态中移动像在液态中一样自由 [1] - 该材料由具有特殊物理和电子特性的有机分子离子构成,分子中心呈扁平圆盘状,周围环绕长而柔软的侧链,正电荷在分子上均匀分布,减少了与负离子的紧密结合,使得负离子能够自由移动 [1] - 在固态下,这些有机离子会自然地相互堆叠形成刚性柱状结构,周围环绕柔性臂,柔性侧链为负离子提供足够空间,使其在固态中仍能像在液态中一样自由移动,离子电导率几乎不下降 [1] - 测试发现,离子的运动行为在液态、液晶态和固态下几乎没有变化,而且可在不同类型的离子上重复,证明了有机材料可以被设计成在固化时离子的运动不会“冻结” [1] 材料特性与优势 - 相比无机材料,这类新型有机固体电解质不仅重量轻、柔性好,还能从可再生资源获取 [2] - 一种潜在使用方案是,在略高温下将电解质以液态加入器件,使其与电极充分接触后,再冷却至室温,以安全的固态形式使用,同时保持高离子电导率 [2] 应用前景 - 这类新型固态电解质有望应用于电池、传感器和电致变色器件等领域 [2] - 该研究为研发安全、轻量化的固态器件提供了新思路 [1] - 研发团队正在进一步提高材料的导电性和适用性,并探索将其应用于电子计算器件 [3]