लिथियम धातु बैटरी में उच्च संगत LiI‐3‐हाइड्रॉक्सिप्रोपायोनीट्राइल छोटे अणु ठोस-राज्य इलेक्ट्रोलाइट्स के संचालन को स्टेप्ड-एमॉर्फाइजेशन रणनीति के माध्यम से सक्षम बनाना

सार इनकार्मिक सिरेमिक और जैविक पॉलिमर ठोस-राज्य इलेक्ट्रोलाइट्स के लाभों को एकीकृत करते हुए, LiI‐3‐हाइड्रॉक्सिप्रोपायोनीट्राइल (LiI‐HPN) अपर्याप्त-कार्बनिक हाइब्रिड सिस्टम द्वारा प्रदर्शित छोटे-मॉलिक्यूल ठोस-राज्य इलेक्ट्रोलाइट्स में अच्छी इंटरफेसियल संगति और उच्च मापांक होता है। हालाँकि, उनकी अंतर्निहित Li + संचालन क्षमता की कमी लिथियम धातु बैटरी में संभावित अनुप्रयोग को अब तक रोकती है, भले ही उनमें LiI चरण संघटन हो। यहाँ, आयनिक संचालन व्यवहार के विकास प्रवृत्ति से प्रेरित होकर और पहले-प्रिंसिपल आणविक गतिशीलता सिमुलेशन के साथ, हम LiI‐HPN के Li + संचालन की बाधा को तोड़ने के लिए एक स्टेप्ड-एमॉर्फाइजेशन रणनीति का प्रस्ताव करते हैं। इसमें संघटन (LiI-लगंत्रण में वृद्धि), समय (दीर्घकालिक स्थायी), और तापमान (उच्च-तापमान पिघलने) नियमों के तीन प्रगतिशील चरण शामिल हैं, ताकि एक छोटे-मॉलिक्यूल-आधारित सम्मिश्रित ठोस-राज्य इलेक्ट्रोलाइट का मूल रूप से निर्माण किया जा सके, जिसमें तेज़ अमॉर्फ डिग्री होती है, जो I − से Li + संचालक में प्रभावी परिवर्तन को साकार करता है और संप्रेषणीयता को सुधारता है। प्रमाण के रूप में, स्टेप्ड-ऑप्टिमाइज्ड LiI‐HPN को लिथियम धातु बैटरी में Li 4 Ti 5 O 12 कैथोड के सहयोग से सफलतापूर्वक संचालित किया गया है, जो 250 चक्रों में पर्याप्त संगति और स्थिरता प्रदान करता है। यह कार्य LiI‐HPN अपर्याप्त-कार्बनिक हाइब्रिड सिस्टम के आयनिक संचालन तंत्र को स्पष्ट करता है, बल्कि अत्यधिक संगत छोटे-मॉलिक्यूल ठोस-राज्य इलेक्ट्रोलाइट्स के आवेदन परिदृश्यों को बढ़ाने के लिए एक विवेकपूर्ण रणनीति भी प्रदान करता है।