第49卷第9期
2021年5月
广州化工
Guangzhou Chemical Industry
Vol. 49 No. 9
May. 2021
**基金项目：上海第二工业大学研究生项目基金(No ： EGD19YJ0055 )。第一作者：程勇强(1995-)，男，研究生，主要研究方向为先进能源材料。
通信作者：王临才(1978-)，男，博士，副教授，主要研究方向为电子废弃物资源化。
程勇强王临才2，张世界彳
(1上海第二工业大学资源循环科学与工程中心，上海201209； 2上海电子废弃物资源化协同创新中心，
上海201209； 3杭州新拜思生物医药有限公司，浙江杭州311111)
摘 要：含BH ：的硼氢化物及其衍生物，具有较高的离子电导率、较宽的电位窗口、及与金属负极材料较好的兼容性等特 性，是一类潜在的固态电解质材料。本文主要综述了硼氢化锂及其衍生物作为固态电解质在全固态电池方面应用的研究进展。首 先，介绍了硼氢化锂及其衍生物的结构与性质；其次，阐述了该类材料在固态电解质方面的应用及改性；最后，展望了硼氢化锂 及其衍生物在固态电解质方面的应用前景。
关键词：硼氢化物；固态电解质；全固态电池；改性；界面工程
中图分类号：TQ128+. 2
文献标志码：A 文章编号：1001 -9677(2021)09-0009-12
Research Progress on Lithium Borohydride and Its Derivatives
as Solid-state Electrolytes *
CHENG ¥6昭_qiang 1, WANG Lin-cai 1, ZHANG Shi-jie 3
(1 Research Center of Resource Recycling Science and Engineering , Shanghai Polytechnic University , Shanghai 201209; 2 Shanghai Collaborative Innovation Center for WEEE Recycling , Shanghai 201209;
3 Hangzhou Synbest Biotech Co. , Ltd. , Zhangjiang Hangzhou 311111, China)
Abstract : Materials containing BH] are a class of solid-state electrolyte candidates with certain applicable prospects
on account of their high ionic conductivity , wide potential window , coupled with better compatibility with metal negative
materials. The research progress on lithium borohydride and its derivatives as solid-state electrolytes utilized in all-solid-
state batterieswere summarized. The structure and properties of lithium borohydride and its derivatives were introduced.
The application and the modificationof these materials as solid-state electrolytes were illustrated. Meanwhile , the further
application prospects of lithium borohydride and its derivatives as solid-state electrolytes werediscussed.
Key words ： borohydride ; solid-state electrolyte ; all-solid-state battery ; modification ; interface engineering
近几十年来，电池作为一种易控、安全、高效的能量储备
与转化设备，得到了迅速发展。同时，能源危机和环境污染的 威胁间接地对电池提出了越来越多的需求和越来越高的要
求然而，目前商用电池开发也面临一系列挑战，首先是
安全性问题，传统电池由于使用了具有易挥发、不稳定、易燃
等特点的有机液态电解质，在极端使用条件(例如过充、内短
路、局部过热或热失控等)下存在漏液、燃烧甚至爆炸的危险;
第二是电池能量密度方面的问题，电池能量密度的提高受到了
液态电解质用量和封装要求的限制“勺。上述两方面问题的有
效解决得益于固态电解质的研究和开发。固态电解质具有良好
的稳定性、较高的离子电导率、较宽的电位窗口等特性，有助
于提升电池的安全性和能量密度，因而可作为电池中液态电解
医疗纠纷论文质的替代品1句。
固态电解质，根据导电机理的不同可以分为两大类，一类
是无机固态电解质，另一类是有机聚合物电解质。它们的导电 机理区别在于，无机固态电解质是凭借无机固体晶格间的离子 跃迁来导电；而有机聚合物电解质通常是由极性高分子和金属 盐络合而成，通过极性高分子的极性官能团与金属离子发生不
断络合-解络合，实现金属离子随极性高分子的链段运动而迁 移导电[3'6-8]o 目前，研究较为广泛的无机固态电解质，根据
构成的主要元素可分为氧化物固态电解质和硫化物固态电解质 两大类⑶句。无机氧化物固态电解质因其较宽的工作温度范围
而广受关注，然而存在较低离子电导率、较差柔韧性等应用问 题。无机硫化物固态电解质因其较高的离子电导率、良好的延
展性等性质而饱受青睐，然而大部分硫化物固态电解质在空气 中不稳定，尚难满足实际应用的要求。对于有机聚合物电解
质，较窄的电化学窗口、较差的热稳定性等特性，也限制了它 们的商业化应用⑷。因此研究和开发一类能够同时兼顾良好的 稳定性、较高的离子电导率、较宽的电位窗口、以及优异的机
械性能等特性的新型固态电解质是必要的。
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广州化工
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硼氢化物，具有较高的离子电导率、较宽的电位窗口、及
与金属负极材料较好的兼容性等特性，是有望满足上述要求的
新型固态电解质。作为最具代表的一类硼氢化物，含BH ；的硼
氢化物，即M(BH 4)n ［M 代表金属元素，n 为价态数］，也叫四
氢硼酸盐，因具有优异的还原性和储氢性能，广泛用于有机反 应的还原剂以及储氢材料［1°-12］ o 2007年，硼氢化锂(LiBH 4 )因
其优异的电化学性能在固态电解质方面开始受到关注。然而,
硼氢化锂只有高温时才表现出高的锂离子电导率，为了提高硼
氢化锂的室温离子电导率，满足实际应用的要求，人们探索出 了多种改性方式，如纳米-限域处理、有机-无机掺杂复合改
性，以及水合、氧化处理等ET6］，并且开发出了硼氢化锂衍生
物固态电解质。随后，硼氢化锂及其衍生物作为固态电解质在 全固态电池中的应用研究方面也得到广泛关注［切。
随着日益增长的电池发展需求，硼氢化锂及其衍生物固态
电解质的研究得到了积极开展。本文首先综述了硼氢化锂及其 衍生物的结构与性质，然后结合改性方法阐述它们在固态电解 质方面的应用研究，最后对全固态电池用硼氢化锂及其衍生物
固态电解质的发展进行了展望，有望推动高安全性能、高能量
表1硼氢化锂及其衍生物的结构及电化学性能
Table 1 Crystalline structure and electrochemical properties of lithium borohydride and its derivatives
硼氢化锂及其衍生物
晶体结构
晶格常数/nm 空间
离子电导率(T)/
(S/cm)
活化能/eV
参考文献
LiBH 4(HT)
a = 0. 427631(5) c = 0. 694844(8)
P63 me (Hexagonal )
lx io -3 (393 K)
0. 53
a = 0. 717858(4)
[10]
LiBH 4(LT)
b = 0.443686(2)
c = 0. 680321(4)
Pnma ( Orthorhombic )2x107(300 K)0. 69
Li ( BH 4 ) o 75 Io. 25a = 0. 4354(2) c = 0. 7035(5)P63 me ( Hexagonal )2x10-5(300 K)
0. 48[10]Li 2(BH 4)(NH 2)
a = 1.43944(3) c = 0. 90522(3)
R-3 ( Trigonal)lx IO -4 (300 K)0. 66[30]Li 4(BH 4)(NH 2)3
a= 1.06645(1)12]3 ( Cubic )2x107(300 K)0. 26[30]LiLa(BH 4)3I a=l. 1998I-43m( Cubic) 3. 54x10-5(300 K)0. 269LiLa(BH 4)3Br
a=l. 1786I-43m( Cubic)7. 74x103300 K)
0. 272[27]LiLa(BH 4)3Cl a=l. 1689
I-43m( Cubic) 2. 07x10-5(300 K)0. 383Li 3K 3Ce 2(BH 4)12
a= 1.760756(4)
Ia-3d( Cubic)
3x10-7(300 K)
0. 79
[26]
图1 LiBH 4的低温正交相(a)和LiBHq 的高温六方相(b)
Fig. 1 Low temperature orthorhombic phases of LiBH 4( a) and
high temperature hexagonal phases of LiBH 4( b)
低温相LiB^自身离子电导率很低，当温度高于110弋
时，LiBH 4的晶体结构发生了相转变，由低离子电导率、高活
化能的正交晶相转变为高离子电导率、低活化能的六方晶相。
393 K 时，LiBHq 离子电导率可达到10-3S/cm 数量级问。如
密度全固态电池的发展。
1硼氢化锂及其衍生物的结构与性质
硼氢化锂，即LiBH 4 ，是由半径为0. 205 nm 的阴离子BH ； 与半径为0.076 nm 的阳离子时构成。其中每个阳离子Li *被四
个阴离子BH ；包围，而阴离子BH ；是一个B 原子和四个H 原
子以四面体结构构成的，B 和H 以共价键连接。低温时，
LiBH 4呈正交相结构；在高温时，LiBH 4稳定结构为六方晶相，
高低温结构如图1所示。该材料中锂离子可伴随着阴离子BH ； 的旋转而迁移［叫22］。
常见的硼氢化锂衍生物包括含銅系金属的四氢硼酸盐诸如
LiLa(BH 4)3X (X 二 Cl, Br, I)、LiCe ( BH 4 )3C1A LiM(BH 4)3Cl
(M 二La, Gd)等M 。
一定的晶体结构表现出一定的离子导电性，通常用离子电
导率和活化能表征离子导电性⑵FI 。硼氢化锂及其衍生物的结
构及电化学性能如表1所示。
图1［⑹所示，硼氢化锂衍生物，如Li 3K 3Ce 2(BH 4)12和旦％% (BH 4)12［26］，以及LiLa(BH 4)3X (X = C1, Br, I)A LiCe(BH 4)3C1A
LiM(BH 4)3Cl(M = La, Gd)等⑵时，分别具有石榴石型的晶体
结构和尖晶石型的的晶体结构。该类衍生物的室温离子电导率
较硼氢化锂有显著提升，可达IO" S/cm 量级。
2硼氢化锂及其衍生物固态电解质的改性
硼氢化锂及其衍生物尽管具有一定的离子导电性，但存在 室温离子电导率低与界面阻力大的问题，如高室温离子电导、
宽电位窗口、良好的电极兼容性、良好的机械性能等优异性能
的缺乏，仍难满足固态电解质的应用要求。因而，国内外研究 者围绕硼氢化锂开发研究了一系列的改性方法。
改性主要集中在两个方面：第一，硼氢化锂及其衍生物固
态电解质的改性方法；第二，硼氢化锂及其衍生物固态电解质
在全固态电池中应用改性，主要是针对硼氢化锂及其衍生物固 态电解质与正负极材料界面问题的改性策略。下面我们对这两
方面改性进行分述
。
第49卷第9期程勇强，等：硼氢化锂及其衍生物固态电解质研究进展11
2.1硼氢化锂及其衍生物固态电解质的改性方法
为了改善LiBHq固态电解质性能，目前已开发尝试了许多方法，如图2所示，包括形成固溶体、复合改性、负载改性以及其它改性方法。固溶体的形成在一定程度上可以将高温相(即高离子电导率的晶体相)稳定在低温或室温。复合改性可以综合不同种类物质的性能优势，发挥协同作用。负载改性，可以有效地调节载体与LiBH4界面相的环境，从而提高筋比固态电解质性能。
图2硼氢化锂固态电解质改性方法示意图Fig.2Schematic diagram of modification method of lithium
borohydride solid electrolyte
2.1.1固溶体
为了提高LiBl^固态电解质的室温离子电导率，满足高能量密度全固态电池实际应用要求，LiBH4与卤
化物(LiX(X二C1, Br,I)、NaX(X二Cl,I)等)的复合改性研究工作，已经深入开展。卤化物LiX(X二Cl,Br,I)、NaX(X二Cl,I)中的卤素原子Cl,Br,I的电负性依次降低，而卤素阴离子C「、Br\「的半径依次增大(「的半径达到0.220nm，比BH；的半径0.205nm 略大)，因此这些阴离子与阳离子的相互作用不一致。当这些卤素阴离子部分取代LiBHq中的硼氢根离子时，IT的局部配位环境将会发生改变，从而影响该体系的离子电导率［3°-31］O 2009年,Orimo课题组［32_33］Xd*LiBH4-LiX(X=Cl,Br,I)固溶体的结构、离子电导率进行了系统研究，其内容主要包括两方面：第一，研究了不同比例的Lil对LiBHq-Lil体系离子电导率的影响；第二，研究了在LiBHq中LiCl、LiBr的添加对LiBHq的结构、离子电导率的影响。研究发现，相比于固溶体LiBH4-LiCl和LiBH4-LiBr，半径较大的阴离子厂部分取代阴离子BH；得到的固溶体LiBHq-Lil具有最高的室温离子电导率和最低的晶相转变温度。丹麦Vegge等⑶］，研究了温度、组成对固溶体LiBH4-LiI离子电导率的影响。结果显示，含有40%Lil 的LiBH4-LiI固溶体，30T的离子电导率为W4S/cm；而含有18.75%Lil的LiBH4-LiI固溶体，140T的离子电导率为10-2S/cm o 2015年英国Cussen和Gregory等对LiBH4-LiBr体系的研究表明，LiBH4-LiBr体系的低温离子电导率有所提高，同时离子导电所需的活化能有所下降。类似的是，Unemoto等跑报道了在373K下离子电导率达到5.01X10Y S/cm的LiBH4-LiCl体系。2018年Zhang等⑶］对LiBH4-NaX(X二Cl,I)体系进行了详细研究，结果发现，LiBHq-NaX的离子电导率在373K下可达到10-2S/cm，这比纯LiBH4在373K以下时的离子电导率高100倍。2019年，三元固溶体LiBH4-LiBr-LiCl得到了研究网，结果如图3〔珈所示。从图3(a)中可以发现，不同组成的六方固溶体具有不同的阿伦尼乌斯曲线(温度与离子电导率的关系)。其
中，固溶体h-Li(BH4)°.7(Br)o.2(Cl)o.i性能最好，具有1.3x10-5S/cm(30°C)的离子电导率；而从图3(b)中可以看出，三元固溶体LiBH4-LiBr-LiCl在某些温度和组成时存在离子电导率等值现象。这为全固态锂离子电池用固态电解质的发展和应用提供了一种可能。
2.0 2.2 2.4 2.6 2.8
3.0 3.2 3.4
1000/T (b)
(Molar Fraction)
图3不同组成的六方固溶体材料的阿伦尼乌斯曲线(右上角插图为三元固溶体材料结构示意图(a)和
离子电导随组成和温度变化的等值线图(b)
Fig.3The Arrhenius behavior curve of hexagonal solid solution system with different compositions(the inset shows
南京禽流感最新消息
the schematic illustration of ternary solid solution system structure(a)and the contour map of ionic conductivity changing with
different composition and temperature(b)
该方面研究充分说明，与卤化物形成固溶体，能在一定程度上提高LiB^的室温离子电导率。主要原因是卤化物与LiBHq形成的固溶体在低温条件下能够稳定LiBH4的高温相⑶呦。
2.1.2掺杂
除了形成固溶体改性之外，复合掺杂改性也是研究热点。这种方法能够综合改善LiBHq固态电解质的离子电导率、电化学窗口、机械性能等。
Orimo等⑶］在2009年报道了由LiBH4与LiNH2球磨制备的两种固态电解质Li2(BH4)(NH2)和Li4(BH4)(NH2)3，它们室温离子电导率分别为1x10-4S/cm和2xl0-4S/cm o它们的晶体结构以及IT位点如图4〔39］所示，在图4a中，Li2(BH4)(NH2)是由四面体代表的［BHJ-，球体代表的Li+，以及［NHJ-构成的三角晶相结构。由图4c可以看出，Li2(BH4)(NH2)
结构中存
12广州化工2021年5月
在两种IT 位点，即Li(l)、Li(2)，其中Li(l)位于三个四面体 ［BHJ-和一个［NHJ-形成的四面体中心，而Li(2)位于一个
四面体［BHJ-和三个［NH 2 ］-形成的四面体中心；在图4b 中, Li 4(BH 4)(NH 2)3是由四面体代表的［BHJ-，球体代表的Li+ ,
以及［NHJ-构成的立方相。由图4(d)可以看出，Li 4(BH 4)
(NH 2)3结构中存在三种IT 位点，即Li(l)、Li(2)、Li(3),
其中Li(l)位于两个四面体［BHJ-和两个［NHJ-形成的四面
体中心，Li(2)位于四个［NHJ-形成的四面体中心，而Li(3)
位于一个四面体［BHJ-和三个［NHJ-与形成的四面体中心。 LiBH 4与LiNH 2球磨复合形成了不同的晶体结构，这些晶体结
构拥有更多有利于锂离子迁移的位点，可以解释室温离子电导 率提高的原因。Zhang 等［4012017年报道了使用高能球磨法制备 LiBH 4-NaBH 4复合体系提高材料性能的方法。所得LiBH 。- NaBH 。复合物体系的电化学窗口达到4.5 V，而离子电导率在
373 K 以上的工作温度时，可达到10-2S/cm o
图5〔42］所示。从图5中可以看出，第一、第二次的放电容量分 别达到了 192和228 mAh ・才】，这些数值接近正极材料TiS?的
理论容量值239 mAh •才1。这项研究充分表明，在提高室温离
子电导率的同时，掺杂硫化物的LiBH 。固态电解质可使全固态 电池表现出较好的循环稳定性，这可归因于掺杂硫化物的 LiBH 4固态电解质与电极材料良好界面的形成。此外，掺杂硫
化物的硼氢化锂衍生物也同样得到了性能的提升。挪威 Elkharbachi 课题组胸 研究了 Li( BH 4 ) 0 75 10 25 与非晶 0.75 Li 2S-
0.25 P 2S 5构建的复合体系。质量比为1 : 2的Li (BH4 )0.751°.25与非晶。・75 Li 2S-0.25P 2S 5复合固态电解质，室温
离子电导率lOW/c 叫 活化能为0.30 eV，电化学窗口为5 V,
并且易组装成可稳定循环的全固态电池。
(a) Li 2(BH 4)(NH 2) (b) Li 4(BH 4)(NH 2)3
A'gloA
2.0
o
J o.2.5
o
5200
2
00
50Specific capacity/(mAh • g")
图5 LiBH 4-P 2S 5构成的全固态电池的充放电曲线Fig. 5 The charge -discharge curve of all solid-state battery
composed of LiBH 4-P 2S 5
图 4 Li 2(BH 4)(NH 2)的晶体结构(a), Li 4(BH 4) (NH 2)3
的晶体结构(b), Li 2(BH 4)(NH 2)结构中的多个Li+位点，
Li(l), Li(2)(c)和 Li 4(BH 4)(NH 2)3 结构中的多个 Li+位点
Li(l), Li(2), Li(3)(d)
Fig. 4 the crystal structure of Li 2( BH 4 ) ( NH 2 ) ( a) , the crystal structure of Li 4 ( BH 4 ) ( NH 2 ) 3 ( b ) , multiple Li + sites in
Li 2( BH 4 ) ( NH 2 ), Li (1), Li (2) (c) and shows multiple Li +
sites in Li 4(BH 4)(NH 2)3, Li (1) , Li (2) , Li (3)(d)
通过LiBH 。与硫化物的掺杂复合，也可以实现对固态电解
质材料性能的改善。硫化物具有良好的离子导电性、延展性等
特性，这些特性有助于在电池组装时形成较好的硫化物与电极
材料的界面接触⑷］，从而增强硫化物与电极材料界面处的离
子和电子导电性。与硫化物相比，LiBH 4的弹性模量较低而不
易加工，这在电池组装时会阻碍LiBHq 与电极材料界面处的有
效接触，进而减弱LiBHq 与电极材料界面处的离子和电子导电 性。2016年，Unemoto 等〔切开发了 LiBH 4-P 2S 5体系，其在
300 K 时离子电导率可达到10 3 S/cm，离子导电所需的活化能
仅为0.38 eV，同时电位窗口也达到了 5 V 。当LiBH 4-P 2S 5与
正极材料TiS 2和负极材料InLi 组装成全固态电池时，这个电池
能够进行10次可逆充放电循环，电池的充放电测试曲线如
.2.8
1o.
4
o.o
Li,NH/ mol%
(I
。. S )、.^A 定
Q n p u o u
10"
10"400
380 360 340
320
Temperature/K
Li 2NH
图6 LiBH 4-Li 2NH 复合物体系活化能随Li 2NH 含量的
变化曲线(a), LiBH 4A Li 2NH A LiBH 4-Li 2N H 复合物离子
电导的温度依赖性关系(b)
Fig. 6 The change curve of activation energy of LiBH 4-Li 2NH
complex system with different Li 2NH content ( a) and the
temperature dependence of ionic conductivity of LiBH 4 , Li 2 NH
and LiBH 4-Li 2NH composites ( b)
另外，LiBH 4与含氮化合物(耳附、Li 3N)A 氢化物MgH? 等的复合也证实是一种有效的改性方式。Zhang 和Zhu 等冲两
先后报道了通过球磨法制备的LiBH 4-Li 2NH 复合物体系、 xLiBH 4-Li 3N(x=l, 2, 4)复合体系、LiBH 4-MgH 2 复合体系。
其中，LiBH 4-Li 2NH 复合物体系的的活化能和离子电导随温度
和组成的变化规律如图6所示(图源来自参考文献［44 ］中图的
重新组合)。从图6a 中可以看到，LiBH 4-Li 2NH 复合物体系离
子迁移所需的活化能在低温时随Li 2NH 含量的增加而升高，而 在高温时基本不随I^NH 含量的变化而变化；在图6b 中，比
例为1 ： 1的LiBH 4-Li 2NH
复合物在整个温度范围内具有较高
第49卷第9期程勇强，等：硼氢化锂及其衍生物固态电解质研究进展
13
的离子电导率，同时具有3 V 的电化学窗口。深入研究发现, LiBH 4与场何界面处存在非晶和晶体缺陷，如图7 [44]所示，
可能有利于锂离子的传导，提高了 LiBH 4-Li 2NH 复合物的离子 电导率。
基督教女青年会
图7 LiBH 4-Li 2NH 的高分辨透射电镜图(HRTEM) (a),
在LiBH 4相边界处存在缺陷的高分辨透射电镜图
(HRTEM) (b)和在LiBH 4相边界处存在非晶的高分辨
透射电镜图(c)
Fig. 7 HRTEM of LiBH 4-Li 2NH( a) , the HRTEM
of defects at the boundary of LiBH 4 phase(b) and the HRTEM of
amorphous structure at the boundary of LiBH 4 phase ( c)
阿替普酶
1000/TIC 1
2.6 2.7 2.8 2.9
3.0
1 °400 ' 380 ' 360 ~340~_32016
T/K
-14
_10丁
-12q 图8 LiBH 4-Li 3N 复合物的高分辨透射电镜图(a, c),
球磨20 h 后LiBH 4-Li 3N 复合物选区电子衍射图(b)和
LiBH 4-Li 3N 体系的阿伦尼乌斯曲线(d)
Fig. 8 The high-resolution transmission electron micrographs of LiBH 4-Li 3N composite (a, c) ； the selected area electron
diffraction pattern of LiBH 4 -Li 3 N composite after ball milling for 20 h( b) and the Arrhenius curve of LiBH 4-Li 3N system ( d)
室温离子电导率较高、但电位窗口较窄(<1 V)的LisN 与
室温离子电导率较低、但电位窗口较宽的LiBl^复合的x
LiBH 4-Li 3N(x=l, 2, 4)体系也具有一定的协同作用，如图
8[⑸所示。图8a 〜c 显示在LiBH 4与幺“界面处存在非晶态， 而非晶态能够加快离子迁移。因此，如图显示，这种体系
的离子电导所需的活化能会有所降低，离子电导率会相应增
加；41起比-幺“的活化能为0.92 eV，而2LiBH 4 - Li 3N A
LiBH 4-Li 3N 的活化能分别为0. 77 eV 和0. 70 eV o 其中,323 K
时LiBH 4-Li 3N 的离子电导率为1. 06xl0_5S/cm，电化学窗口达
到3 V 。此外，球磨形成的2LiBH 4-MgH 2复合物的离子电导率 也有提升，在高于373 K 时可达到W
2S/cm，同时电化学窗口
为4V 。所述研究表明，LiBH 4与含N 化合物(Li 2NH A Li 3N)A 氢化物MgH 2等的复合改性研究，能提高LiBH 4的离子电导率
及其它一些性能。
最近研究发现，LiBHq 与多种含B 化合物的复合，也是一
种有效的改性方法。Liu 等[47] 2019年报道了氨(Ammonia
Borane, AB)与LiBH 4复合的(LiBH 4)x ・AB 体系。该体系在
298 K 时离子电导率达到4. 04x10^S/cm，较纯LiBH 4有大幅提
升。同年，Orimo 等网报道了 LiBHq 和叽兀 的复合体系。摩
尔比为1 ： 1的LiBH 4-B 10H 14复合体系303 K 时的离子电导率
为1.4x10" S/cm，而摩尔比为4： 1的LiBH 4-B 10H 14复合体系
离子电导率为2. lxl0-5S/cm o 进一步分析发现，LiBH 4-B 10H 14
mpr121体系含有稳定的闭式硼笼阴离子如[B 12H 12]2\ [ B] 1H] 1 ]彳-以
及[B 10H 10]2-，这些闭式硼笼阴离子在一定程度上可以提高
LiBHq 固态电解质性能。图9口7]为[B 12H 12]2\ [B 10H 10]2-的锂
盐和钠盐几何结构示意图，这类化合物含有较强B-B 键形成的
硼笼结构，具有较高的离子电导率、较宽的电化学窗口、较强
的热力学稳定性等特性，是一类潜在的高性能固态电解
质〔go]。伽也与纳米氧化物复合体系也得到了发展。LiBH 4
与纳米氧化物在界面处能够产生界面效应，不仅提高了界面处
载流子的浓度，而且降低了界面处离子导电所需的活化能，因
而室温离子电导率有所提高⑸]。Lee 等阿在2017年研究了 LiBH 4-Al 2O 3复合体系，结果如图10阿所示，当他()3体积分
数为44%时，在整个温度范围内具有较好离子电导率，达到
2xW 4S/cm，远高于纯LiBHq 的室温离子电导率。研究将这
种离子电导率的提高归因于含有高载流离子浓度界面层的形
成。
紫光任务图9 [B 12H 12]2\[B 10H 10]2-的锂盐和钠盐几何结构示意图
Fig. 9 Geometric structure of lithium salt and sodium salt
of [B 12H 12]2-, [B 10H 10]2
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