替代固体电解质是推进具有更好热稳定性和化学稳定性锂电池的下一个关键步骤。近日，天普大学Michael J. Zdilla、Stephanie L. Wunder、印度科学教育与研究所Arun Venkatnathan报道了一种用于锂离子电池的软共晶固体电解质。

本文要点：

1) 作者合成并表征了一种软固体电解质（Adpn）₂LiPF₆（Adpn，己二腈），其具有高的热稳定性和电化学稳定性，以及具有良好的离子导电性，其克服了传统有机和陶瓷材料的限制。电解质的表面具有Adpn的液体纳米层，该层连接晶粒以在没有高压/温度处理的情况下进行离子传导。此外，如果材料断裂，可以快速自愈，并通过晶界提供类似液体的传导路径。

2) 该电解质具有相当高的离子电导率（~10⁻⁴ S cm^–1）和锂离子迁移数（0.54），这是由于Adpn的“硬”（电荷密集）Li⁺离子和“软”（可电子极化）–C≡N基团之间的弱相互作用。作者通过分子模拟发现，Li⁺离子以较低的活化能E_a在共晶晶界迁移，并在具有较高E_a值的共晶之间的间隙区域内迁移。该工作建立了一个特殊的晶体设计概念，即通过在Adpn溶剂基质中分离离子来提高LiPF₆的热稳定性，并通过低电阻晶界表现出独特的离子传导机制，这与陶瓷或凝胶电解质形成了鲜明对比。

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Prabhat Prakash et.al A soft co-crystalline solid electrolyte for lithium-ion batteries Nature Materials 2023

DOI: 10.1038/s41563-023-01508-1

https://doi.org/10.1038/s41563-023-01508-1