在向更安全、能量密度更高的固态电池过渡的过程中,聚合物-陶瓷复合电解质提供了一种同时实现高锂离子电导率和增强机械稳定性的有效途径。尽管对聚合物-陶瓷复合电解质进行了大量研究,但对于聚合物或陶瓷是否对这种复合电解质的组成离子电导率产生积极影响,甚至界面是阻挡层还是高导电锂离子通道,仍存在分歧。通过对过去三十年在该领域收集的数据进行彻底和批判性地分析,麻省理工学院Bilge Yildiz、Jennifer L. M. Rupp提出了锂通过聚合物、陶瓷或其界面传导的论点。
本文要点:
1) 一些陶瓷-聚合物复合材料具有高的电导率不能仅由陶瓷相来解释,有证据支持聚合物相中的锂离子电导率符合与陶瓷接触的界面增加理论。其潜在机制包括增加自由体积、降低结晶度和调节聚合物中的路易斯酸碱效应。
2) 该领域的未来工作需要更定量地了解这些因素,并调整陶瓷表面化学和形态,以在聚合物相中获得有针对性的结构修饰。
Sara Catherine Sand et.al A critical review on Li-ion transport, chemistry and structure of ceramic–polymer composite electrolytes for solid state batteries Chem. Soc. Rev. 2024
DOI: 10.1039/D4CS00214H
https://doi.org/10.1039/D4CS00214H