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導(dǎo)電聚合物在能源轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)設(shè)備中的應(yīng)用越來越多。在導(dǎo)電聚合物的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，有機(jī)功能是通過自下而上的合成方法引入的，以通過對(duì)單個(gè)聚合物的改性來增強(qiáng)特定的性能。不幸的是，官能團(tuán)的加入導(dǎo)致了相互沖突的效果，限制了它們的規(guī)模化合成和廣泛的應(yīng)用。

在此，美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Gao Liu, Andrew M. Minor等人提出在導(dǎo)電聚合物中利用層次有序結(jié)構(gòu)(HOS)的策略。這種策略可降低儲(chǔ)能應(yīng)用中主要結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性且適用于范圍廣泛的導(dǎo)電聚合物材料，以增強(qiáng)其電荷傳輸性能。

?Nature Energy：導(dǎo)電聚合物中形成分層有序結(jié)構(gòu)，以提高鋰離子電池的性能

圖1. 通過HOS增強(qiáng)的運(yùn)輸特性

因此，在HOS導(dǎo)電聚合物中的離子傳輸不依賴于基體的分段運(yùn)動(dòng)或離子溶解傳輸。鋰離子傳輸與導(dǎo)電聚合物中的負(fù)極子（電子）擴(kuò)散相耦合，使其成為一類新的快速離子傳輸?shù)能洸牧稀４送?，HOS聚合物保持了其他所需的聚合物特性，而前體聚合物是可溶劑加工的。

研究進(jìn)一步證明了具有HOS的導(dǎo)電聚合物能夠使具有高負(fù)載的微米級(jí)氧化硅負(fù)極的全電池具有優(yōu)異的循環(huán)性能，在300次循環(huán)中提供超過3.0 mAh cm^-2的面積容量，平均庫(kù)侖效率大于99.95%。

此外，具有HOS的聚合物可以應(yīng)用于電化學(xué)系統(tǒng)、生物傳感和顯示等廣泛的技術(shù)，提供更強(qiáng)的穩(wěn)定性和傳輸功效，并延長(zhǎng)設(shè)備壽命。

Formation of hierarchically ordered structures in conductive polymers to enhance the performances of lithium-ion batteries，Nature Energy 2023 DOI：10.1038/s41560-022-01176-6

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