Angew：功能化碳点协同调控多界面化学实现高性能复合固态电解质

Nanoer-z

2025-04-22

低离子电导率、机械强度差和界面结构不稳定仍是阻碍聚合物固态锂金属电池（SSLMBs）实际应用的主要因素。鉴于此，中南大学Xiaobo Ji等通过协同调控多界面化学，开发了一种独特的复合填料（LLZTOCDs）用于固体聚合物电解质。

本文要点：

（1）该填料以N、S、F共掺杂碳点（NSFCDs）和Li_6.5La₃Zr_1.5Ta_0.5O₁₂（LLZTO）无机电解质为原料，经热处理制备而成——在此过程中，LLZTO表面有害的Li₂CO₃被转化为具有快离子传导且电子绝缘的LiF/Li₃N中间层，而碳点则在最外层自组装形成功能性亲有机涂层，作为LLZTO与聚合物之间的桥梁。

（2）这种独特结构显著增强了LLZTOCDs与聚合物的相容性和离子交换动力学，大幅提升了机械强度和Li⁺传输性能。此外，LLZTOCDs界面原位形成的氧空位产生阴离子限域效应，促进锂盐解离并将Li⁺迁移数提高至0.85。基于LLZTOCDs构建的固态电池展现出优异的电化学稳定性、长循环寿命和高离子电导率（25 ℃下达1.96×10⁻⁴ S cm^-1），为实际应用提供了可行策略。

Huaxin Liu, Fangjun Zhu, Yinghao Zhang, Yuming Liu, Yi Zhang, Wentao Deng, Guoqiang Zou, Hongshuai Hou, Xiaobo Ji, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202505230.

https://doi.org/10.1002/anie.202505230