固态电解质在与电极接触、柔韧性、离子导电率以及电化学稳定性方面长期存在挑战,这限制了其大规模应用。一个研究团队开发出一种新型有机-无机复合固态电解质,通过无机相诱导有机相原位化学重构,为延长固态电池的循环寿命开辟了新途径。
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,形成不饱和碳碳双键结构。这一过程将原本松散的有机-无机界面转变为牢固的化学键合,从而构建出连续且锂离子传输能垒低的传导通道。
这种界面化学重构策略结合了无机材料的高离子导电率和高稳定性,以及聚合物材料的优良柔韧性和界面适应性。基于此,研究人员制备了PVDF-Li3OCl复合固态电解质。
该电解质展现出良好的电化学性能、机械稳定性和单离子传导特性。采用此电解质和隔膜的NCA三元固态电池,在1C倍率下实现了350次稳定循环,容量保持率为84.2%,显示出优异的循环稳定性。
相关研究成果已发表在《胶体与界面科学》(Journal of Colloid and Interface Science)期刊上,论文题为“An innovative dehydrofluorinated composite gel electrolyte for enhanced solid-state batteries”。