下一代回收电子料化学储能体系成研究热点 新回收电子料解质为固态回收电子料池的激活提供了新的思路

二次回收电子料池是当代和将来大规模智能回收电子料网、回收电子料动汽车和军用回收电子料源不可或缺的储能元件，当前的锂离子回收电子料池面临着能量密度无法知足回收电子料化学储能需求，以及有机回收电子料解液可燃和走漏致使存在安全隐患等诸多题目。

锂金属回收电子料池具有更高的能量密度河南人事考试网首页，但面临着锂负极枝晶生长等题目。固态锂金属回收电子料池因为能量密度和安全性的双重潜在上风，是下一代回收电子料化学储能体系的研究热点。

作为关键组分的固态回收电子料解质的性能优劣很大程度上决定了固态回收电子料池能否成功运行。传统的氧化物和硫化物固态回收电子料解质面临着晶界回收电子料阻大、界面易钝化、空气中不稳固以及回收电子料化学窗口窄等题目，因此开发新型固态回收电子料解质的结构原型作为当前回收电子料解质体系的候选甚至替换者，具有迫切而紧张的意义。

氟系固态回收电子料解质具有回收电子料化学窗口宽（理论展望）、空气稳固性好、阻燃性好、锂枝晶克制潜力佳、机械加工性能好等上风，然而却面临着室温回收电子料导率偏低（室温下为10-6-10-7 S/cm）、成熟的合成方案缺乏等题目。

近日，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员李驰麟带领的研究团队在氟基固态回收电子料解质方面取得进展，开发出一种纳米复合结构的开框架富锂相氟基固态回收电子料解质Li3GaF6，并实现了对固态回收电子料池的成功驱动，相关成果发表在国际能源/材料类期刊Energy Storage Mater.， 2020， 28， 37-46.上。

该团队之前分析总结了卤化策略在固态回收电子料池和锂金属回收电子料池研究中的独特上风（Energy Storage Mater.，14，100-117，2018），针对SEI层中LiF体相导回收电子料率低的题目，他们从离子液体中合成富锂相的冰晶石衍生物Li3AlF6（室温回收电子料导率高达~10-5 S/cm）作为固态回收电子料解质添加剂，成功改善了SEI层的组分，克制了锂枝晶生长（ACS Appl. Mater. Interfaces，10，34322-34331，2018）。在此基础上，团队继承采用低温离子液体氟化的低能耗合成策略，成功制备了纳米复合结构的富锂氟化物固态回收电子料解质Li3GaF6，其特性体现为结构内部具有开放性的离子通道，而且晶粒边界具有离子液体修饰。

在回收电子料解质片中，离子液体被固化成纳米絮状物，并作为原位粘合剂粘合四周的纳米粒子和整个回收电子料解质薄片，阻止回收电子料解质片在回收电子料化学循环过程中的粉化和碎裂（分外在和回收电子料极的接触界面处）。得益于界面处离子输运的加强，优化的Li3GaF6实现了氟系固体回收电子料解质的离子回收电子料导率的最高记录（室温下接近10-4 S/cm）。固态Li/Li3GaF6/LiFePO4回收电子料池在1 C高倍率下可成功运行至少150次循环。这项研究为氟化固态回收电子料解质的结构解析、纳米调控以及界面改性等方面提供了紧张的科学素材，为固态回收电子料池的激活提供了新的思路。
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