低離子電導率、機械強度差和界面結構不穩(wěn)定仍是阻礙聚合物固態(tài)鋰金屬電池(SSLMBs)實際應用的主要因素。鑒于此,中南大學Xiaobo Ji等通過協(xié)同調控多界面化學,開發(fā)了一種獨特的復合填料(LLZTOCDs)用于固體聚合物電解質。
本文要點:
(1)該填料以N、S、F共摻雜碳點(NSFCDs)和Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12(LLZTO)無機電解質為原料,經(jīng)熱處理制備而成——在此過程中,LLZTO表面有害的Li2CO3被轉化為具有快離子傳導且電子絕緣的LiF/Li3N中間層,而碳點則在最外層自組裝形成功能性親有機涂層,作為LLZTO與聚合物之間的橋梁。
(2)這種獨特結構顯著增強了LLZTOCDs與聚合物的相容性和離子交換動力學,大幅提升了機械強度和Li+傳輸性能。此外,LLZTOCDs界面原位形成的氧空位產生陰離子限域效應,促進鋰鹽解離并將Li+遷移數(shù)提高至0.85。基于LLZTOCDs構建的固態(tài)電池展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學穩(wěn)定性、長循環(huán)壽命和高離子電導率(25 ℃下達1.96×10?4 S cm-1),為實際應用提供了可行策略。
Huaxin Liu, Fangjun Zhu, Yinghao Zhang, Yuming Liu, Yi Zhang, Wentao Deng, Guoqiang Zou, Hongshuai Hou, Xiaobo Ji, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202505230.
https://doi.org/10.1002/anie.202505230