Abstrak
Penggunaan baterai lithium-ion yang luas berdasarkan elektrolit polimer padat (SPE) terhambat oleh konduktivitas Li+ yang rendah dan risiko keamanan yang ditimbulkan oleh pertumbuhan dendrit lithium. Untuk mengatasi tantangan tersebut di atas, kami merancang kerangka aromatik berpori kationik (PAF-142) dan memperkenalkannya sebagai pengisi ke dalam SPE untuk mendapatkan elektrolit polimer komposit (CPE), PAF-142-CPE. Situs imidazolium kationik secara efektif dapat membatasi pergerakan anion melalui interaksi elektrostatik. Lebih jauh, desain unit bangunan berbasis imidazolium memungkinkan situs kationik ditempatkan di dalam kerangka, yang mendorong pengangkutan Li+. Teori fungsional densitas dan simulasi dinamika molekuler mengungkapkan mekanisme yang digunakan PAF-142 untuk mendorong disosiasi garam lithium dan meningkatkan pengangkutan Li+. Dengan memanfaatkan keunggulan ini, konduktivitas Li+ dari elektrolit polimer komposit kuasi-padat (QCPE), PAF-142-QCPE mencapai 8,77×10−4 S cm−1 pada suhu 20 °C. Selain itu, antarmuka yang stabil dengan komponen anorganik yang melimpah terbentuk antara PAF-142-QCPE dan elektroda litium, sehingga secara efektif menghambat pertumbuhan dendrit litium, sehingga mencapai siklus panjang yang stabil dari sel Li//PAF-142-QCPE//Li selama lebih dari 8500 jam. Sel Li//PAF-142-QCPE//LFP menunjukkan siklus hidup yang sangat baik, melebihi 1400 siklus. Studi ini mengusulkan solusi peningkatan kinerja SPE yang menjanjikan, yang memajukan baterai lithium-ion yang canggih.
