تطوير موصلات صلبة عالية الأداء هو المفتاح لتحسين الأداء الشامل للجيل القادم من بطاريات الليثيوم الصلبة. لتحسين المشاكل الشائعة في الموصلات الصلبة البوليمرية التقليدية مثل ضعف القوة الميكانيكية، وانخفاض توصيل الأيونات، وسوء استقرار الواجهة، عادةً ما يتطلب الأمر إدخال حشوات وظيفية. ومع ذلك، فإن الحشوات غير العضوية الشائعة تتوافق بشكل سيئ مع مصفوفة البوليمر، مما يؤدي إلى تكون فراغات في الشبكة المركبة، وهو ما يتسبب في تدهور الأداء الميكانيكي، وعدم انتظام قنوات انتقال الأيونات، وتأزيم التفاعلات الثانوية الموضعية. بناءً على ذلك، صمم هذا البحث نوعًا من الحشوات الوظيفية من بولي أميد عطرية صلبة معدل بجذر السيانيد (CY-PPTA)، وبُنيت أكثر من ذلك مركبات شبه صلبة عضوية بالكامل على أساس PVDF. التفاعلات القوية بين سلاسل البولي أميد العطرية تعزز تكوين جزيئات نانومترية صلبة، إلى جانب التأثير التآزري بين السيانيد والميثيل الأميدي مع PVDF، لا يقتصر دور CY-PPTA على دعم الهيكل الميكانيكي للموصل الصلب، وزيادة متانته، بل يعزز أيضاً تفكك أملاح الليثيوم وهجرة أيونات الليثيوم، مما يبني قنوات نقل أيونية مستمرة وفعالة (موصلية أيونية 8.12×10⁻⁴ S·سم⁻١)، وينتج طبقة SEI مستقرة غنية بـ LiF على سطح الليثيوم المعدني، مما يدعم دورة بطارية Li|LiFePO₄ مستقرة وطويلة عند 5.0 C مع احتفاظ السعة عند 88٪ بعد 1300 دورة. توفر هذه الدراسة فكراً جديداً لتطوير موصلات صلبة جديدة.

الموصلات البوليمرية شبه الصلبة; بطارية الليثيوم المعدنية; الحشوات العضوية; قوة ميكانيكية عالية; موصلية أيونية عالية