室温离子电导率高达0.135 mS/cm！中科大陈立锋，最新Angew！

研究概述

设计具有室温高离子电导率的固态聚合物电解质（SPEs）是推进柔性全固态储能装置的关键。

因此，迫切需要创新策略来开发安全、稳定且高性能的SPEs。

基于此，2024年10月29日，中国科学技术大学陈立锋教授在国际期刊Angewandte Chemie International Edition发表题为《Photoexcitation-Enhanced High-Ionic Conductivity in Polymer Electrolytes for Flexible, All-Solid-State Lithium-Metal Batteries Operating at Room Temperature》的研究论文。

在这项工作中，研究人员在光催化设计原则的指导下，引入了光激发调制异质结作为SPEs中的催化活性填料，并使用天然细菌纤维素来增强无机填充SPEs的机械性能。

原位光热实验和理论计算表明，在光激发下，聚（环氧乙烷）电解质中微量异质结产生的强光生电场显著增强了锂盐解离，增加了移动Li⁺的浓度。

这导致离子电导率大幅增加，25°C时达到0.135 mS cm⁻¹，Li⁺迁移数高达0.46。

这种柔性全固态锂金属软包电池即使在反复弯曲和折叠后也具有178.8 mAh g⁻¹的放电容量，并表现出优异的循环稳定性，在1 C（25℃）下循环250次后仍能保持其初始容量的86.7%。

这项研究为开发高性能柔性锂金属电池提供了一种新方法。

图文解读

图1：Co₃O₄/TiO₂异质结的表征及其与Li⁺和TFSI⁻离子的相互作用

图2：LDR电解质的离子导电性、活化能、Li⁺迁移数及电化学稳定性

图3：LFP||LDR||Li电池的倍率性能、柔性电池应用及循环稳定性测试结果

文献信息

Photoexcitation-Enhanced High-Ionic Conductivity in Polymer Electrolytes for Flexible, All-Solid-State Lithium-Metal Batteries Operating at Room Temperature, Angewandte Chemie International Edition, 2024.

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