O eletrólito sólido compósito à base de polietileno óxido (PEO) tornou-se um foco de pesquisa no campo dos eletrólitos sólidos devido à sua boa flexibilidade e compatibilidade com a interface do eletrodo. No entanto, problemas críticos como a má dispersão dos enchimentos inorgânicos e a fraca interação na interface orgânico-inorgânica causam a obstrução do transporte iônico e o aumento da polarização na interface durante ciclos longos. Para abordar esses problemas, este estudo propõe uma estratégia de regulação sinérgica utilizando fibras nanométricas orientadas ricas em vacâncias de oxigênio para construir caminhos contínuos e direcionados de transporte iônico e otimizar a interação na interface orgânico-inorgânica, visando preparar eletrólitos sólidos compósitos de PEO de alto desempenho. Mais especificamente, foram utilizadas fibras nanométricas de poliacrilonitrila orientadas horizontalmente (APAN) como substrato, com crescimento in situ de hidróxidos duplos lamelares ricos em vacâncias de oxigênio (MoNiCo-LDH), construindo uma rede compósita APAN/LDH com estrutura orientada; sobre esta base, foi injetado PEO para obter o eletrólito sólido compósito orgânico-inorgânico (MoNiCo-LDH@APAN-PEO). Graças a este design estrutural: por um lado, as vacâncias de oxigênio podem fortalecer a interação entre LDH e PEO, reduzindo a cristalinidade do PEO e promovendo a dissociação do sal de lítio por meio da interação eletrostática com o ânion bis(trifluorometanosulfonil)imida (TFSI^-); por outro lado, a estrutura ordenada das fibras nanométricas orientadas fornece um caminho contínuo e direcionado para o transporte de íons de lítio, suprimindo eficazmente o crescimento de dendritos de lítio. Assim, a condutividade iônica do eletrólito sólido compósito a 60 ℃ atinge 0,79 mS·cm^-1, o número de migração do íon lítio é 0,73, e a janela eletroquímica é de até 5,2 V; a bateria simétrica pode operar de forma estável por 1500 h, e a retenção de capacidade após 200 ciclos da célula completa é de 89%. A estratégia de regulação sinérgica de vacâncias de oxigênio na interface e caminhos de transporte iônico orientados proposta neste estudo promete fornecer novas ideias para o design e fabricação de eletrólitos compósitos poliméricos de alto desempenho para baterias sólidas de metal de lítio.

Eletrólitos sólidos compósitos poliméricos; fibras nanométricas orientadas; vacâncias de oxigênio; regulação de interface; transporte de íons de lítio