全固态电池因具有更高的清静性和能量密度，，，，被以为是下一代电化学储能装备中最有力竞争者。 。。 。。。柔性的复合固态电解质（CSE）具有制备简朴、电化学性能好、清静性高等优点，，，，在高能全固态锂金属电池中具有很是诱人的应用远景。 。。 。。。然而，，，，无机填料与聚合物之间实现优异的界面相容性仍然是一个挑战，，，，严重影响了锂离子输运及其电化学性能。 。。 。。。
克日，，，，8188cc威尼斯质料学院博士生段彤在活性填料Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12(LLZTO)外貌引入了3-（甲基丙烯酰胺）丙基三甲氧基硅烷（MEMO）作为Janus层应用于PEO聚合物基质中，，，，有用改善了无机填料在聚合物基质中的团圆征象，，，，制备了具有优异界面相容性的复合固态电解质MEMO@LLZTO-PEO。 。。 。。。同时，，，，为了提高电解质膜的机械强度和清静性，，，，引入了超薄无纺布（NF）获得高离子电导率和迁徙数的MEMO@LLZTO-PEO-NF CSE。 。。 。。。该最新研究效果以“A Multifunctional Janus Layer for LLZTO/PEO Composite Electrolyte with Enhanced Interfacial Stability in Solid-State Lithium Metal Batteries“为题，，，，于2023年11月26日在国际能源质料着名期刊《Energy Storage Materials》上揭晓，，，，该期刊2023年影响因子为20.4。 。。 。。。该论文第一作者为博士生段彤，，，，8188cc威尼斯为第一作者单位，，，，程红伟教授、鲁雄刚教授和董盼盼博士为配合通讯作者。 。。 。。。此前，，，，段彤同砚以第一作者身份已在《Journal of Power Sources》（2024，，，，589, 233789；； ；；；；IF=9.2）期刊上揭晓了一篇学术论文。 。。 。。。
MEMO@LLZTO-PEO-NF电解质在全固态锂电池中的作用机制
该研究事情批注，，，，引入Janus层后的CSEs在室温下（30 ℃）具有更优越的离子电导率（2.16 × 10?4S cm?1）、离子迁徙数（0.56）、机械强度（5.65 MPa）和热稳固性。 。。 。。。物理性能的改善可归因于两个方面：首先，，，，Janus层的保存降低了LLZTO与PEO之间的外貌自由能差别，，，，阻止了纳米颗粒自觉的团圆征象。 。。 。。。另外，，，，MEMO修饰层与LiTFSI及PEO组分之间还保存着普遍的相互作用。 。。 。。。因此，，，，用该电解质制备的全固态电池，，，，在0.5 C、60 ℃、高负载（＞4.0 mg cm?1）的条件下可稳固循环100圈且容量高于150 mAh g?1。 。。 。。。
引入Janus层前后锂对称电池的长循环性能及其与电解质组分的作用机理
值得一提的是，，，，由于该电解质有用的改善了界面的兼容性，，，，并具有优异的机械性能，，，，能够有用的抑制负极侧的锂枝晶生长，，，，用其装配的锂对称电池可以在0.1 mA cm?2下稳固循环凌驾4000 h。 。。 。。。DFT盘算批注，，，，Janus与PEO之间保存着氢键相互作用，，，，而与LiTFSI之间保存着F–O键相助用及氢键相互作用，，，，使得TFSI阴离子被牢靠，，，，系统中保存着更多的游离锂离子，，，，这种相互作用也通过FT-IR中红外峰的偏移获得了进一步的印证。 。。 。。。该事情为高性能全固态锂电池CSE的聚合物-填料界面优化提供了一种新的设计战略，，，，具有一定的普适性。 。。 。。。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103091
