近日,印度科学教育与研究学院Arun Venkatnathan教授、美国天普大学Stephanie L. Wunder教授、Michael J. Zdilla教授合成了一种软固态电解质(Adpn)2LiPF6(Adpn, 己二腈),其表现出高的热和电化学稳定性以及良好的离子传导性,克服了传统有机和陶瓷固态电解质的一些限制。所得电解质的表面有一个Adpn的液态纳米层,它将晶粒连接起来,无需高压/高温处理就能实现离子传导。此外,如果出现断裂,该材料还可以快速自愈,并通过晶界提供类似液体的传导路径。另外,由于"硬"(电荷密集)的Li+离子和Adpn的"软"(可电子极化)-C≡N基团之间的弱相互作用,获得了相当高的离子传导率(~10-4 S cm-1)和锂离子转移数(0.54)。分子模拟显示,锂离子以较低的活化能Ea在共晶体晶界处迁移,并在共晶体之间的间隙区域内以较高的Ea值迁移。这些共晶体建立了一个特殊的晶体设计概念,即通过分离Adpn溶剂基质中的离子来提高LiPF6的热稳定性,同时也表现出一种独特的通过低电阻晶界进行离子传导的机制,这与陶瓷或凝胶电解质形成鲜明对比。
从实验和理论上研究了采用LiPF6盐和Adpn溶剂形成的软性共晶体(Adpn)2LiPF6。这些共晶体的成分,如LiPF6和Adpn,具有与高压正极良好的兼容性。