4月8日,中科院深圳先进技术研究院光子信息与能源材料研究中心杨春雷研究员团队陆子恒助理研究员与上海大学施思齐教授、美国U.S. Army Research Laboratory许康教授等在化学领域权威刊物Chemical Reviews发表题为"Mobile Ions in Composite Solids"(复合物中的离子传输)的综述(DOS: 10.1021/acs.chemrev.9b00760,影响因子54.301),总结了复合固态电解质的理论设计框架、实验进展和其在新型固态电池中的应用与发展前景。深圳先进院陆子恒博士是该论文通讯作者兼共同第一作者,上海大学、深圳先进院、U.S. Army Research Laboratory是通讯单位。
固体材料中的快速离子传输是多种固体物理、化学器件的基础,如氧化物燃料电池、固态气体传感器、固态锂电池等。复合固态电解质(Composite Solid Electrolyte, CSE)作为一类重要的离子导体,具有诸多单一相物质无法比拟的优势。这主要归功于复合物中广泛存在的界面。由于界面具有和体相不同的特性,它为复合物带来了例如高离子电导率、宽电化学窗口等性质。由于这些特性,复合固态电解质在固态电池中有着重要应用前景。在综述中,团队对30多年来复合固态电解质的研究进展进行了系统总结,对其理论设计方法进行了梳理并提出了复合固态电解质的多尺度理论设计框架。特别地,团队针对电解质界面的微观尺度离子输运机制进行了总结,梳理出了界面诱导超离子相变、空间电荷层、中间二次相三种离子输运增强机制。在此基础上,团对复合固态电解质在锂金属、锂硫电池、锂空气电池等新兴电化学储能器件中的应用进展及前进方向进行了总结和评述。
深圳先进院光子信息与能源材料研究中心电化学团队围绕固态电解质的材料设计、电池电极电解质界面的处理、半固态电池的技术开发等开展了系列研究工作,先后发表在Adv. Energy Mater. 2019, 1901796; Energy Storage Mater. 2020, 28, 146-152; Energy Storage Mater. 2020, 25, 305-312; J. Phys. Chem. C 2020, 124, 13, 6964-6970。该系列研究工作得到了国家自然科学基金、深圳市基础研究项目(JCYJ20190912161409163)等科技项目的资助。
链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.9b00760
复合固态电解质的理论设计框架