高安全电池自修复聚合物电解质理论计算

自修复材料是指材料受到外力损伤后能够进行自我修复的材料。将自修复聚合物作为电解质应用于锂离子电池,能提升电池在极端环境下的安全性和稳定性。但是自修复聚合物在理论计算方面的研究较少。通过高通量计算和模拟优选具有自修复功能的聚合物电解质材料,开展了羟基、羧基、羰基、硫醇键等典型高分子链段之间的分子间作用力的理论计算(发现羰基酯键的相互作用能大于0.1 eV),并计算了羰基酯键、二硫键、硼酸酯键等动态共价键交换反应的交换活化能(分别为4.32 eV、5.78 eV和2.51 eV)及其在电解液中发生交换反应的理论温度(低于25℃)。最后根据上述计算结果,模拟了聚合物电解质在典型锂电池电解液中的自修复行为,验证了含有羰基酯键、二硫键、硼酸酯键的聚合物高分子具有良好的自修复性质。本研究可为未来高安全性电池的开发提供重要参考。