【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，我校化學(xué)化工學(xué)院孫世剛、黃令、鄧亞平團(tuán)隊(duì)在復(fù)合固態(tài)電池有機(jī)-無機(jī)界面研究中取得重要進(jìn)展。相關(guān)成果以“Constructing an anion-capturing interface to achieve Li+cross-phase transport in composite solid electrolytes”為題發(fā)表于Nature communications(DOI:10.1038/s41467-025-67065-0)。
相較于液態(tài)鋰金屬電池，使用不可燃固態(tài)電解質(zhì)的固態(tài)電池，在安全性和能量密度方面具有優(yōu)勢(shì)。然而，現(xiàn)有固態(tài)電解質(zhì)的離子導(dǎo)電率，仍難以接近實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的性能要求，其瓶頸在于調(diào)控物相成分間的帶電界面和可移動(dòng)鋰離子濃度。本研究通過溶膠-凝膠法，在Li?.?La?Zr?.?Ta?.?O??表面構(gòu)建了基于FeF?的陰離子捕獲界面。該界面在與聚合物混合前，可促進(jìn)鋰鹽解離并形成陰離子梯度層，而陰離子在晶界處的庫(kù)侖相互作用，展現(xiàn)出多重優(yōu)勢(shì)：包括弱化內(nèi)建電場(chǎng)、抑制電荷梯度層、促進(jìn)鋰離子跨相遷移以及均勻化界面電荷分布。因此，該復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)在25℃下表現(xiàn)出1.1×10??S/cm²的離子電導(dǎo)率，以及0.75的Li?遷移數(shù)。當(dāng)其與LiFePO4正極匹配組裝固態(tài)鋰金屬電池時(shí)，其在1.0 C(170 mA/g)條件下表現(xiàn)出152.8 mAh/g的放電比容量，并在600次循環(huán)后容量保持率高達(dá)96%。本研究驗(yàn)證了界面工程調(diào)控在固態(tài)電池領(lǐng)域的應(yīng)用前景和優(yōu)勢(shì)。
該項(xiàng)研究工作在我校化學(xué)化工學(xué)院孫世剛院士、黃令教授、鄧亞平副教授的指導(dǎo)下完成，蘭建博士后為第一作者。該論文得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(22172133、22288102、22021001)、廈門市重大科技計(jì)劃項(xiàng)目(3502Z20241033)、衢州高端電子化學(xué)品創(chuàng)新研究院，以及表界面化學(xué)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持。
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