リチウム金属電池における高い適合性を持つLiI‐3‐ヒドロキシプロピオニトリル小分子全固体電解質の動作を可能にする段階的アモルファス化戦略

要約 無機セラミックと有機ポリマー全固体電解質の両方の利点を統合した小分子全固体電解質は、LiI‐3‐ヒドロキシプロピオニトリル（LiI‐HPN）で表される無機‐有機ハイブリットシステムは、優れた界面適合性と高い弾性率を持っています。しかし、固有のLi + 導電能力が不足しているため、LiI相の組成を含んでいるにもかかわらず、リチウム金属電池における潜在的な応用は今まで妨げられています。ここでは、イオン導電挙動の進化傾向と第一原理分子動力学シミュレーションに触発され、LiI‐HPNのLi + 導電のボトルネックを打破するために段階的アモルファス化戦略を提案します。この戦略は、組成（LiI含量の増加）、時間（長時間の静置）、および温度（高温融解）の3つの段階的な手順を含み、強化されたアモルファス度を持つ小分子ベースの複合全固体電解質を構築することを本質的に実現し、I − からLi + 導体への効率的な変換を実現し、導電性が改善されます。証明として、段階的に最適化されたLiI‐HPNは、Li 4 Ti 5 O 12カソードと協力してリチウム金属電池で成功裏に動作し、250サイクルにわたって相当な適合性と安定性を提供します。この研究は、LiI‐HPN無機‐有機ハイブリットシステムのイオン導電メカニズムを明らかにするだけでなく、高い適合性を持つ小分子全固体電解質の応用シナリオを広げるための合理的な戦略を提供します。