Abstrak
Merancang elektrolit keadaan padat (SSE) yang menggabungkan perilaku transpor ion litium yang ditemukan dalam elektrolit polimer cair atau padat dengan karakteristik bilangan transferensi ion litium tinggi dari SSE anorganik merupakan tantangan yang sangat menarik. Di sini, ZrCl4 berstruktur rantai yang hemat biaya diperkenalkan sebagai matriks induk, menyerupai polietilena oksida (PEO), untuk memfasilitasi disosiasi garam litium (misalnya, LiCl, Li2SO4 , dan Li3PO4 ) . Ion-ion Li bebas yang terdisosiasi dapat dikoordinasikan oleh oktahedra [ZrCl6 ] , membentuk jalur penghantar ion cepat di sepanjang rantai ZrCl4 yang mencapai konduktivitas ionik setinggi 1,2 mS cm −1 . Secara bersamaan, ZrCl4 berfungsi sebagai asam Lewis, menjebak anion dan memberikan bilangan transferensi litium tinggi yang mendekati unit. Elektrolit yang diusulkan menunjukkan kinerja siklus yang stabil saat diintegrasikan ke dalam sel LiNi 0,8 Mn 0,1 Co 0,1 O 2 ||Li-In. Selain itu, strategi desain ini juga meluas ke sintesis konduktor ion natrium, yang menghasilkan konduktivitas ionik tinggi sebesar 0,3 mS cm −1 . Dengan menunjukkan mekanisme konduksi ion litium yang sebelumnya tidak dilaporkan, elektrolit berbasis ZrCl 4 yang diusulkan menawarkan pendekatan serbaguna untuk menyesuaikan SSE tingkat lanjut.