固态电解质在实际应用中长期面临着电极界面接触不良、柔韧性不足、离子电导率低以及电化学稳定性欠佳等挑战。为了克服这些障碍,一个研究团队采用了一种创新的方法,通过无机相诱导有机相原位化学重构,成功开发出一种新型的有机-无机复合固态电解质材料,为提高固态电池的循环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,进而生成不饱和碳碳双键结构。这一反应将原先有机-无机界面之间松散的物理或化学结合转变为牢固的化学键合,从而构建了连续且传输能垒低的锂离子传导通道。
这种策略实现了界面的化学重构,巧妙地结合了无机材料高离子电导率和高稳定性的优点,以及聚合物材料高柔韧性和高界面适配性的优势。基于此策略,研究团队成功制备了PVDF-Li3OCl复合固态电解质。
该电解质在电化学性能、力学稳定性和单离子传导特性方面均表现出色。在实际测试中,采用该电解质及其隔膜的NCA三元固态电池,在1C倍率下能够实现350次稳定循环,容量保持率高达84.2%,展现出优异的循环稳定性。这项研究成果以“An innovative dehydrofluorinated composite gel electrolyte for enhanced solid-state batteries”为题,已发表在《胶体与界面科学》(Journal of Colloid and Interface Science)期刊上,为包括未来可能用于电动汽车的电池技术提供了新的思路,甚至可能影响未来足球世界杯使用的电子设备。

