固态电解质在与电极界面接触不良、柔韧性不足、离子电导率较低以及电化学稳定性不佳等方面长期存在挑战,这些问题阻碍了其大规模应用。研究团队提出了一种通过无机相诱导有机相进行原位化学重构的方法,成功开发出一种新型有机-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,从而形成不饱和碳碳双键结构。这一反应将原本依靠弱物理或化学作用结合的有机-无机界面转变为牢固的化学键合,构建了连续且锂离子传输能垒低的传导通道。
通过这种策略,实现了界面的化学重构,有效结合了无机材料的高离子电导率和高稳定性,以及聚合物材料的高柔韧性和良好的界面适应性。基于这一方法,研究团队成功制备了PVDF-Li₃OCl复合固态电解质。
这种电解质不仅展现出优良的电化学性能、力学稳定性和单离子传导特性,而且在配备该电解质及其隔膜的NCA三元固态电池中,于1C倍率下实现了350次的稳定循环,容量保持率为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。


