鋰電池中基于丁二腈(SN)的原位聚合固態電解質(SIPSSE)因其高離子電導率、寬電化學穩定性窗口(ESW)和大規模應用潛力而受到廣泛關注。盡管有這些優點,SN分子中的極性氰基在與金屬鋰(Li)直接接觸時會導致嚴重的界面問題,包括不穩定固體電解質界面(SEI)和Li枝晶生長,這阻礙了SIPSSE在固態鋰金屬電池(SSLMB)中的進一步應用。為了應對這些挑戰,浙江工業大學張俊、香港城市大學Liu Qi開發了一種GaF3改性的SIPSSE(GSNE),通過摻入GaF3和氟代碳酸乙烯酯來鈍化金屬Li,并使用乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯來錨定SN分子。
本文要點:
1) 由于這種戰略性的電解質組件設計,GSNE在30°C下實現了1.3×10?3 S cm?1的離子電導率,以及高達4.6 V的寬ESW。此外,通過原位合金化反應,在金屬Li表面形成了LiF/Li3N/LixGa雜化SEI。
2) 正如各種表征技術和理論計算所證實的那樣,這種混合SEI表現出優異的界面穩定性和快速的Li?輸運動力學。因此,LiFePO4/GSNE/Li電池表現出優異的倍率性能和循環穩定性。
Tianqi Yang et.al In Situ Construction of LiF/Li3N/LixGa Hybrid SEI to Boost Long-Lifespan Succinonitrile-Based Solid-State Lithium Metal Batteries Adv. Functional Mater. 2025
https://doi.org/10.1002/adfm.202423719