Nano Energy：一种高性能、可溶液处理的聚合物/陶瓷/离子液体电解质用于室温固态锂金属电池

Nanoyu

2021-07-24

全固态电解质为高能量密度锂金属电池（LMBs）的安全运行提供了保障。然而，Li负极与电解质之间的低离子电导率和巨大的界面阻抗是阻碍其快速发展和实际应用的关键问题，尤其是限制了其在室温下的运行。离子液体（IL）的引入有望解决上述问题。然而，目前关于含IL的固态电解质对Li枝晶的抑制作用仍需要进一步的研究。

近日，南京邮电大学马延文教授，谢燕楠教授报道了由IL和Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO4)₃电解质还原分解引发的Li负极上原位富LiF的固体电解质界面（SEI）。首次揭示了IL基固体电解质在Li金属表面形成SEI的机理。

文章要点

1）实验和计算相结合的研究结果表明，Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO4)₃的存在促进了IL中F离子的释放，并可通过游离型F离子的还原分解原位生成高含量LiF的SEI层。

2）得益于高机械模量的Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO4)₃，基于固态复合电解质（SSCE）的对称Li|Li电池在0.1 mA cm^-2下的极化电压为50 mV，在2700 h以上表现出非常稳定的镀Li/脱Li过程。此外，基于SSCE组装的固态Li/LiFePO₄电池可以在常温下稳定工作196次，容量保持率为90.7%。

这些结果为SSCE的设计和实现高性能的室温固态LMBs提供了有益的启示。

参考文献

Xiujing Lin, Chengcheng Chu, Zhuang Li, Tingting Zhang, Jianyu Chen, Ruiqing Liu, Pan Li, Yi Li, Jin Zhao, Zhendong Huang, Xiaomiao Feng, Yannan Xie and Yanwen Ma, A high-performance, solution-processable polymer/ceramic/ionic liquid electrolyte for room temperature solid-state  Li  metal  batteries, Nano  Energy, (2021)

DOI：10.1016/j.nanoen.2021.106351

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106351