Li+遷移數小、離子電導率低、界面穩定性差等問題嚴重制約了固態聚合物電解質的實際應用,而這些問題很大程度上是由聚合物電解質中的微環境決定的。引入功能填料是解決這些問題的有效方法。
近日,中南大學Hongshuai Hou基于密度泛函理論(DFT)計算,證明了填料的陰離子空位可以錨定鋰鹽的陰離子,從而顯著提高電解質中Li+的遷移數。
文章要點
1)在功能化碳點(CD)的調控下,制備了具有豐富硫空位的花狀SnS2基填料。值得一提的是,點綴在SnS2表面的CD具有豐富的有機功能團,可以作為橋聯劑增強填料與聚合物的相容性,從而獲得優異的機械性能和快速的離子傳輸途徑。
2)在鋰金屬與電解質界面處原位形成的Li2S/Li3N有利于Li+的快速擴散和均勻的鋰沉積,有效減緩了鋰枝晶的生長。結果組裝的鋰金屬電池表現出優異的循環穩定性,體現了碳點衍生富空位無機填料改性策略的優越性。
參考文獻
Huaxin Liu, et al, Optimizing the Microenvironment in Solid Polymer Electrolytes by Anion Vacancy Coupled with Carbon Dots, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202409044
DOI: 10.1002/anie.202409044
https://doi.org/10.1002/anie.202409044