上海交通大学朱虹、段华南AM：利用竞争性配位效应构建离子桥以促进固态电解质中锂离子传导，实现高性能锂金属电池

背景：随着电动汽车发展，传统液态电池因能量密度有限和易燃性难以满足高安全性和高能量密度需求，固态锂金属电池被视为潜在解决方案。聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）与Li₆.₄La₃Zr₁.₄Ta₀.₆O₁₂（LLZTO）复合的固态电解质（CSEs）结合了无机和聚合物电解质的优点，但存在室温离子电导率低、界面稳定性差等问题，导致锂枝晶生长和电池短路，限制了工业化应用。研究目的：上海交通大学朱虹、段华南团队旨在通过利用竞争性配位效应在LLZTO表面构建LiₓTaOₓF₅₋ₓ（LTOF）离子桥，制备高性能复合固态电解质CSE-9TF，以解决上述问题，提升离子电导率和界面稳定性。结论：CSE-9TF展现出1.21 mS cm⁻¹的高离子电导率、0.58的锂离子迁移数和5.08 V的宽电化学窗口。Li|CSE-9TF|Li对称电池在0.8 mA cm⁻²下稳定循环超1100小时，LiFePO₄||Li电池在1C下循环1000次后容量保持率达93.4%。该策略通过LTOF离子桥削弱锂离子配位强度、促进锂盐解离、抑制界面副反应和降低结晶度，构建了高效锂离子传输路径，为复合固态电解质的工业化应用提供了有效方案。