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固体聚合物电解质 (SPE) 有可能使锂离子和锂金属电池实现高能量密度、先进的制造能力和增强的安全性。然而，缺乏足够的分子尺度的锂离子传输机制见解和对关键相关性的可靠理解，往往会限制新材料的修改和设计范围。此外，对聚合物化学结构细微变化的敏感性（例如，选择特定的键或化学基团）通常被忽视为潜在的设计参数。在本次演讲中，我们将使用三个示例来展示原子分子动力学 (MD) 模拟如何补充实验研究并揭示聚合物结构变化与 Li+ 传输能力之间重要的分子尺度相关性。对于传统的 SPE，我们证明通过调整聚合物链的化学结构，可以实现从 Li+ 和聚合物链段运动状态之间的强耦合到解耦状态的转变。在单离子导电聚合物凝胶中，我们表明聚合物主链的微小修改显着增强了 Li+ 传输。最后，我们展示了 MD 模拟如何指导由聚轮烷超分子自组装组成的新型 SPE 的设计，其中编织线性链和环状分子的形态允许将 SPE 中的机械和传输特性解耦。
德米特里·贝德罗夫 2021 年 3 月 3 日
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