锂（Li）离子在室温下的快速导电性是全固态锂电池应用面临的一大挑战。具有中性配体的金属硼氢化物是一类新兴的固态离子导体。

近日，奥胡斯大学Torben R. Jensen新合成了一种甲胺类化合物LiBH₄∙CH₃NH₂，其在24 °C时具有最高的室温锂离子电导率，σ(Li⁺)=1.24∙10^-3 S/cm。

文章要点

1）研究发现，引入中性配体CH₃NH₂形成了二维单斜晶系结构。该结构是由BC平面上的层构成的，由[Li(CH₃NH₂)(BH₄)₃]四面体单元通过桥联的硼氢化基团相连。该结构在中间层中包含空洞，其沿着c轴构建优选的一维（1D）锂离子传导通道，该通道沿着b轴的空穴连接到二维（2D）导电网络中。

2）电化学表征表明，与其他LiBH₄基材料类似，Mo电极具有~2.1V的氧化稳定性和可逆的镀锂/剥离。研究人员首次使用中性配体的LiBH₄概念验证电池，采用TiS₂正极，在30 °C时的最大放电容量为69 mAh/g。2.1V恒流/恒压充电抑制了电解质（>2.1 V）的氧化降解，库仑效率约为98%。

这项工作展示了一种新的快速锂离子导电电解质，可以在环境条件下用于全固态锂电池。进一步的研究将高导电性稳定到更低的温度，可以通过与纳米颗粒混合来实现，此外进一步筛选兼容的正极或阴极材料有望获得新型能量密集型全固态锂电池。

参考文献

Jakob B. Grinderslev, et al, Methylamine Lithium Borohydride as Electrolyte for All-Solid-State Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202203484

https://doi.org/10.1002/anie.202203484