电化学：导电嵌段共聚物提高五氧化二钒正极的力学和电化学性能。

 

添加少量的嵌段共聚物至V2O5当中，使得这种脆性的纯材料（上）变为柔性的牢固杂化材料（下）。

柔性、可伸缩电子产品——直至目前看似很激进的概念——开始将衣服等物体变成强有力的小工具。这些可以监测并传递穿戴者健康信息的器件如果拥有轻薄、柔性的电池为其供电，那么将会有更广泛的应用。然而，大多数的电池都是笨重刚性的，且其组件往往也是易碎的。

研究人员通过导电聚合物对锂离子电池电极V2O5进行杂化，迈出了克服这一困难的坚实一步。原本这种电极材料像纸一样容易形成裂纹，通过这样处理之后，这种材料变得柔软且强大，而且还提高了其电化学性能。（Sci. Rep. 2015, DOI: 10.1038/srep14166）

V2O5成本低廉，能够存储并释放大量的锂，从而具有很高的电荷容量，故而深得研究人员之意。另外，这种像纸一样的材料作为电极的关键之一是其容易形成。但这种材料导离子和电子的速度缓慢，且其充放电是容易膨胀甚至开裂。

针对这些缺陷和不足，美国德州A&M大学（Texas A&M University）化学工程师Hyosung An、Jared Mike和Jodie L. Lutkenhaus带领团队利用简单的水基过程混合V2O5和P3HT-b-PEO（含有电子导体和离子导体单元的嵌段共聚物）。研究人员开发的混合工艺考虑了杂化电极材料的权衡。这样的杂化有时提高力学性能的同时会牺牲部分电化学性能。此外，加入聚合物降低了V2O5的浓度，因此降低了Li离子的存储容量。

因此，该团队试图令聚合物的浓度尽可能低。他们发现，添加质量分数5%的聚合物能使这种材料的柔性达到纯V2O5的三倍，强度是其两倍，同时锂离子的扩散也提高将近一倍，消除了电池充放电引起的开裂，降低了电池的容量损耗速度。该团队将这些提高归功于杂化材料优异的自组装结构，其P3HT-b-PEO胶束将内嵌V2O5层聚集在一起。

“这里描述的电池制备工艺很新颖。”加利福尼亚大学伯克利分校化学工程师、嵌段共聚物电池应用专家Nitash P. Balsara如是说。他还补充说，他对这个团队以这种方式将这种聚合物电极与传统电池组件集成在一起印象很深刻。“如此一来，Lutkenhaus及其合作者已经构建了一种非常有趣的电化学储能装置。” 

新材料在线编译整理——翻译：菠菜    校正：摩天轮