最近,研究以无机离子导体作为添加剂的 HSE为锂离子传输提供高导电性途径,以提高 HSE 的整体电导率。然而,尽管无机填料具有高离子电导率(> 1 mS cm-1),它们的室温锂离子电导率仍远低于全固态电池的要求(~1mS cm-1)。此引发关于通过异质 HSE 的锂离子传输途径的问题,特别是有机和无机组分界面的作用。已经报道几种方法来探索 HSE 中界面环境和锂离子运动之间的相关性。然而,直接获取有机无机界面结构信息,将其与跨界面的锂离子传输相关联,并提高 HSE 电导率仍然是一个重大挑战。
基于此,代尔夫特理工大学Swapna Ganapathy和Marnix Wagemaker 等人采用电化学阻抗谱 (EIS) 和多核固态核磁(NMR)实验方法,深入了解 HSE 中的锂离子传输以及无机-有机界面结构。该实验方法可以直接测量电解质块体电导率,并直接获取HSE 中的界面结构和界面锂离子扩散,其中HSE由LiTFSI(锂-双(三氟甲磺酰)亚胺)-PEO 有机成分和银汞石 Li6PS5Cl 无机成分组成。研究发现 HSE 的离子电导率受到有机相和无机相之间分解层的化学结构的阻碍。为了克服这个问题,通过添加一种离子液体来“激活”界面,使得锂离子能够在界面上扩散,从而增加HSE 的整体离子电导率。

文章链接:https://doi.org/10.1038/s41565-022-01162-9
(杨学英)