固态电解质在与电极接触不良、柔韧性不足、离子导电性低以及电化学稳定性不佳等方面长期存在挑战,这些问题阻碍了其广泛应用。一个研究团队提出了一种通过无机相引发有机相原位化学重构的方法,研发出了一种新型的有机-无机复合固态电解质材料,为延长固态电池的使用寿命开辟了新的技术途径。
该团队利用氯氧化锂(Li₃OCl)表面的路易斯碱活性位点,促使界面处的聚偏氟乙烯(PVDF)发生原位脱氟化氢反应,从而形成含有不饱和碳碳双键的结构。这一反应将原本依赖于弱物理或化学结合的有机-无机界面转变为具有牢固化学键合的界面,构建了连续且锂离子传输能垒低的传导通道。
这一策略成功实现了界面化学的重构,结合了无机材料的高离子导电性和稳定性,以及聚合物材料的高柔韧性和与界面良好的适配性。基于此策略,研究团队成功制备了 PVDF-Li₃OCl 复合固态电解质。
该电解质展现出优良的电化学性能、机械稳定性以及单离子传导特性。当用于配备该电解质及其隔膜的 NCA 三元固态电池时,在 1C 倍率下实现了 350 次的稳定循环,容量保持率达到了 84.2%,显示出卓越的循环稳定性。
相关研究成果已以“An innovative dehydrofluorinated composite gel electrolyte for enhanced solid-state batteries”为题,发表在《胶体与界面科学》(Journal of Colloid and Interface Science)期刊上。

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