SNU CBE

Salt-Induced Nanoparticle Aggregation Decouples Mechanical Reinforcement and Ionic Transport in Polymer Nanocomposite Electrolytes

2026 · ACS Macro Letters

저자

Seunghan Yun, 김소연 (So Youn Kim)

연구주제

Advanced Battery Materials and Technologies · Polymer Nanocomposites and Properties · Advancements in Battery Materials

NTIS 과학기술표준분류

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AI 연구 키워드·방법

이온 전도도 기계적 보강 나노입자 응집 polymer nanocomposite electrolyte

키워드 (OpenAlex)

silica nanoparticles mechanical reinforcement ionic conductivity shear modulus Vogel temperature segmental relaxation ion transport

초록

Abstract We report a salt-responsive strategy for mechanically reinforcing polymer nanocomposite (PNC) electrolytes while retaining ionic conductivity (σdc) of neat polymers. In poly(ethylene glycol) (PEG) electrolytes containing negatively charged silica nanoparticles, dissociated Li+ or Na+ cations screen the silica surfaces and induce particle aggregation. Polymer-ion-silica interactions convert the resulting aggregates into stress-bearing structures, increasing the shear modulus by up to 106-fold depending on PEG molecular weight and particle size. In contrast, σdc remains comparatively insensitive to silica incorporation. Temperature-dependent σdc is instead strongly influenced by PEG-salt crystallization and segmental relaxation, indicating strong coupling to polymer dynamics. Vogel–Tammann–Fulcher analysis yields pseudo-activation energies of approximately 10–11 kJ/mol, while the …

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

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교수 1

김소연

연구주제 1

Advanced Battery Materials and Technologies

키워드 3

나노입자 응집 · 이온 전도도 · 기계적 보강