超分子聚合物 (SP) 由于其动态键合特性，在功能性软材料中表现出有趣的优势。然而，大多数SP只能以溶液状态存在，不能形成块状材料，这限制了它们的应用。在这里，我们报告了通过使用 多金属氧酸盐 (POM) 纳米团簇 作为超分子 交联剂 来固化 深共晶溶剂 (DES) 来制造 半固态块状 SP 材料。POMs提供的丰富质子和强氢键使这些SP材料成为具有足够机械强度的超质子导电电解质，在室温下表现出超过1×10 -4 S cm -1 的质子电导率和超过1 MPa的断裂强度。而且，SP 电解质的 热力学可逆性 使其能够在温和加热时通过简单的熔体渗透策略形成稳定的 电极-电解质 界面，从而提高超级电容器的性能。这项工作提出了一种创新的 DES/POM 混合系统，作为开发用于能源和电子应用的功能性超分子材料的有前景的平台。

图文简介

(a) DES 的准备过程。(b) DES 和 POM 的超分子交联。得到的超分子聚合物块状材料可以模制成独立的薄膜。(c) DES 和 POM 之间的超分子相互作用的说明。(d) 电解质熔体渗透策略构建稳定的电极-电解质界面。

(a) DES4/P2W18-x 和 DES4/PW12-x 的 SAXS 表征。(b) 从 SAXS 剖面计算的 DES4/P2W18-x 和 DES4/PW12-x 中 POM 簇的中心到中心距离和表面到表面距离。(c) DES4/P2W18-x 和 DES4/PW12-x 的粘度与 25 °C 下的剪切速率。(d) DES4/P2W18-x 和 DES4/PW12-x 在 25 °C 时的零剪切粘度。

(a) DES4/P2W18-2.5 和 (b) DES4/PW12-2.5 在不同温度下的粘度与剪切速率的关系。(c) DES4/P2W18-2.5 和 (d) DES4/PW12-2.5 在 25 °C 下具有不同应变率的应力-应变曲线。

(a) 温度相关质子电导率的 Arrhenius 图和 (b) DES4/P2W18-x 和 DES4/PW12-x 的 Walden 图。

(a) Sc 和 (b) Sc-MI 中电极-电解质界面的 SEM 和 W 映射图像。(c) 0.3 mA cm-2 下的 GCD 曲线和 (d) Sc 和 Sc-MI 不同弯曲数下的电容保持率。

论文信息

论文题目： Semi-Solid Superprotonic Supramolecular Polymer Electrolytes Based on Deep Eutectic Solvents and Polyoxometalates

通讯作者：李昊龙

通讯单位：吉林大学

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