Композитный твердый электролит на основе полиоксиэтилена (PEO) стал актуальной темой исследований в области твердых электролитов благодаря своей хорошей гибкости и совместимости с электродной интерфейсом. Однако такие ключевые проблемы, как плохая дисперсия неорганических наполнителей и слабое взаимодействие на органично-неорганической границе, приводят к препятствиям в ионной проводимости и усилению поляризации на интерфейсе при длительных циклах. Для решения вышеперечисленных проблем в этом исследовании предложена синергетическая стратегия регулирования, использующая ориентированные нанофибры с богатыми кислородными вакансими для построения непрерывных направленных путей ионной проводимости и оптимизации взаимодействия на органично-неорганической границе с целью получения высокоэффективного композитного твердоэлектролита на основе PEO. В частности, в качестве основы использовались горизонтально ориентированные нанофибры полиакрилонитрила (APAN), на которых in situ выращивался слой двойного металлического гидроксида (MoNiCo-LDH) с богатством кислородных вакансий, образуя упорядоченную структуру APAN/LDH; затем инжектировался PEO, получая органо-неорганический композитный твердый электролит (MoNiCo-LDH@APAN-PEO). Благодаря этой конструкции: с одной стороны, кислородные вакансии усиливают взаимодействие между LDH и PEO, снижая кристалличность PEO и способствуя диссоциации литиевой соли за счет электростатического взаимодействия с TFSI⁻; с другой стороны, ориентированная структура нанофибр обеспечивает непрерывные направленные пути для переноса ионов лития, эффективно подавляя рост литиевых дендритов. В результате, ионная проводимость данного композитного электролита при 60 ℃ достигает 0.79 мСм·см⁻¹, число миграции лития — 0.73, а электрохимическое окно — до 5.2 В; симметричные батареи стабильно функционируют в течение 1500 часов, а при полном циклировании в 200 циклов сохраняется 89% емкости. Предложенная в работе стратегия синергетического регулирования кислородных вакансий интерфейса и направленных путей ионной проводимости может стать новой идеей для проектирования и производства полимерных композитных электролитов высокого качества для твердых литиевых металлических батарей.

полимерные композитные твердые электролиты;ориентированные нанофибры;кислородные вакансии;регулирование интерфейса;перенос ионов лития