【DFT+实验】施思齐教授，最新Angew.！

由于综合了无机陶瓷和有机聚合物固态电解质的优点，以LiI-3-hydroxypropionitrile（LiI-HPN）无机-有机混合体系为代表的小分子固态电解质具有良好的界面兼容性和高模量。然而，尽管含有LiI成分，它们缺乏内在的Li⁺传导能力，目前仍阻碍了在锂金属电池中的潜在应用。

图1. 材料设计

上海大学施思齐等受离子传导行为的演变趋势以及第一原理分子动力学模拟的启发，提出了一种阶梯式的变形策略来打破LiI-HPN的Li+传导瓶颈。

该策略涉及到成分（LiI含量增加）、时间（长时间静置）和温度（高温熔化）三个渐进式调节步骤，实质上是构建了具有强化非晶态程度的小分子复合固态电解质，从而实现了从I-导体到Li⁺导体的高效转换，提高了导电性。

图2. 离子传输性能

作为证明，阶梯式优化的LiI-HPN，LiI/HPN比例为3:1，140℃熔化，240小时静置处理，成功实现了小分子固态电解质在锂金属电池中的应用，并提供了相当的兼容性和稳定性。具体而言，优化后的LiI-HPN与Li₄Ti₅O₁₂正极合作提供了相当大的兼容性和250次以上的稳定性。

这项工作不仅阐明了LiI-HPN无机-有机混合体系的离子传导机制，而且为拓宽高兼容性小分子固态电解质的应用场景提供了合理的策略。

图3. 电化学性能研究

Enabling the Operation of Highly Compatible LiI–3-Hydroxypropionitrile Small-Molecule Solid-State Electrolytes in Lithium Metal Batteries via Stepped-Amorphization Strategy. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202305004

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