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