AFM: 具有锂离子键致强韧粘性纳米互穿网络的无堵塞高熵复合电解质

文章总结

聚合物 / 陶瓷复合电解质有望整合聚合物电解质和陶瓷电解质的优势。然而，这种极具吸引力的潜力长期以来受到高电阻性的聚合物 / 陶瓷界面的阻碍，该界面会妨碍锂离子在内部的迁移。为了攻克这一挑战，本文报道了一种高熵复合电解质（HECE）的概念性设计与制备方法，旨在构建一个对锂离子迁移友好的稳固的聚合物 / 陶瓷界面，这能够显著提升离子传导性和整体机械性能。为实现这一目标，利用锂离子键打造出了一种坚韧且具有粘附性的聚合物基体，其特征在于高熵纳米互穿网络（nano-IPN）。所得的高熵复合电解质在室温下展现出高离子电导率（0.42 毫西门子每厘米）、高锂离子迁移数（0.86）以及优异的机械强度（拉伸强度为 7.1 兆帕，穿刺强度为 3.7 克力每微米）。受益于高熵复合电解质，与低熵的同类电解质相比，固态锂金属电池的整体电化学性能得到了极大提升，这表明了高熵设计在促进锂离子传导动力学、稳定离子沉积以及抑制锂枝晶形成方面具有显著优势。这项研究表明，高熵聚合物微观结构在高性能复合电解质的设计与制备方面具有广阔的应用前景。

图文简介

通过锂离子键对高熵复合电解质及其界面进行的概念性设计

聚合物基体和复合电解质的微观结构

磷酸钛铝锂（LATP）、聚合物以及锂盐之间的相互作用，以及在磷酸钛铝锂 / 聚合物界面处锂离子的迁移情况。

高熵复合电解质（HECE）的拉伸性能和穿刺性能

高熵复合电解质（HECE）的电化学性能

高熵复合电解质（HECE）的锂电镀 / 剥离行为

论文信息

通讯作者：Yuanming Zhai,   Yu Wang, Xuewei Fu

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