金屬鹵化物鈣鈦礦框架的鋰離子傳導(dǎo)特性機(jī)理探究。（我國(guó)科大供圖）

記者十五日從我國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校化學(xué)和材料學(xué)院姚宏斌課題組和張國(guó)楨副研究員經(jīng)過(guò)和外部專家合作，近日在金屬鹵化物鈣鈦礦導(dǎo)鋰層的構(gòu)建并用于穩(wěn)定鋰金屬電池的研究中取得重要進(jìn)展。

該成果近日發(fā)表在《自然通訊》上。

姚宏斌課題組充分利用氯基金屬鹵化物鈣鈦礦寬帶隙、成膜性好、制備簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)出基于金屬鹵化物鈣鈦礦的梯度導(dǎo)鋰層，實(shí)現(xiàn)了金屬鋰負(fù)極和電解液的隔離，大幅度提升了鋰金屬電池的循環(huán)穩(wěn)定性。

作為一種新型可溶液加工的離子型半導(dǎo)體材料，金屬鹵化物鈣鈦礦成為近年來(lái)光電研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)材料。然而，金屬鹵化物鈣鈦礦材料框架內(nèi)的鋰離子傳導(dǎo)特性以及相關(guān)應(yīng)用卻少有研究。

研究人員發(fā)現(xiàn)，利用旋涂法制備的金屬氯基鈣鈦礦具有容納和傳輸鋰離子的特性。研究人員發(fā)展了方便的固相轉(zhuǎn)印方法，防止了鋰枝晶生長(zhǎng)和鋰金屬電極的粉化。

測(cè)試表明，在金屬鹵化物鈣鈦礦導(dǎo)鋰層的保護(hù)下，鋰電池的穩(wěn)定性顯著提升。

據(jù)悉，該工作是金屬鹵化物鈣鈦礦材料在鋰金屬負(fù)極界面導(dǎo)鋰層應(yīng)用的首次嘗試，金屬鹵化物豐富的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定的框架將為新型固態(tài)電解質(zhì)設(shè)計(jì)和高性能鋰金屬電池構(gòu)筑供應(yīng)更多的可行性思路。