固化离子液体增强FeF3转换型固态电池的驱动

近日，中国科学院上海硅酸盐研究所李驰麟研究员带领的科研团队在国际知名期刊Adv. Funct. Mater.上发表题为“Highly Conductive Doped Fluoride Solid Electrolytes with Solidified Ionic Liquid to Enable Reversible FeF₃ Conversion Solid State Batteries”的研究论文。该论文提出了通过混合离子液体热氟化和弱氯化的方案，开发出具有高离子电导率的氯掺杂氟化物固体电解质Li₃AlF_5.87Cl_0.13。Cl阴离子被掺杂到类冰晶石的开放框架结构中，电解质颗粒边界被固化的薄层（约2 nm）离子液体修饰。体相阴离子亚晶格和界面的修饰使得锂离子电导率在30℃下提高到2×10⁻⁴ S/cm，这是氟化物固体电解质中的最高水平。残留有固化离子液体的Li₃AlF_5.87C_l0.13表现出与Li金属界面接触的优异稳定性，相应的Li对称电池表现出较小的过电压（≈100 mV）和出色的循环寿命（至少500 h）。基于氟系固态电解质首次开发了转换反应型固态Li/FeF₃电池，实现了高达430 mAh/g的可逆容量。富氟界面的存在促进了FeF₃正极转换反应的可逆性。