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基于霍夫迈斯特"盐溶"效应的超薄硫化物固态电解质浆料均质化策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月16日 来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 16.9
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为解决硫化物全固态电池(ASSBs)中超薄电解质制备难题,研究人员创新性地利用霍夫迈斯特"盐溶"效应,开发出可在不良溶剂中分散粘结剂的浆料制备策略。通过Li+盐介导使PVTC共聚物在THF中均匀分散,构建了兼具离子传导和机械缓冲功能的复合电解质(SCEs),使LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2基电池能量密度突破380 Wh kg-1并实现750次循环稳定性,为ASSBs规模化生产开辟新途径。
这项突破性研究揭示了如何利用霍夫迈斯特(Hofmeister)"盐溶"效应破解硫化物固态电解质(SSE)制备难题。研究人员巧妙地将锂盐作为"分子桥梁",使原本难溶的聚偏氟乙烯-三氟乙烯-氯三氟乙烯共聚物(PVTC)在四氢呋喃(THF)中形成纳米级均匀分散体系。这种创新的浆料均质化技术成功构建了超薄(<20μm)的SSE/PVTC复合电解质薄膜,其面电阻低至0.69 Ω cm-2。
高介电常数的PVTC网络不仅为锂盐解离提供了理想环境,还形成了连续的Li+传输通道。更令人振奋的是,这种柔性聚合物基质像"分子海绵"般缓冲了电极/电解质界面的机械应力,使采用LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极和硅基负极的全电池展现出卓越的循环稳定性——在750次充放电后仍保持80%容量。
该技术最突出的优势在于其与工业化生产的兼容性:通过热转印工艺可直接将电解质薄膜层压到电极上,完美适配卷对卷生产工艺。这项研究不仅突破了传统粘结剂在硫化物体系中的应用局限,更为实现能量密度>380 Wh kg-1的下一代全固态电池(ASSBs)规模化生产提供了关键技术路线。
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