固体电解质具有高机械强度和高热稳定性，可以防止泄漏事故的发生，甚至可以起到坚固的屏障作用，避免锂枝晶的渗透。因此，通过使用固体电解质，锂金属可以直接用作锂离子电池（LIBs）负极，以获得更高的能量密度，并确保其安全性。

近日，华南理工大学朱敏教授，胡仁宗教授报道了为了获得具有高离子导电性的固体电解质，在聚合物基聚氧乙烯-双(三氟甲磺酰亚胺)锂复合固体电解质（PEO_m）中加入Li基合金，构建了厚度约60 nm的人工富锂界面层。

文章要点

1）高分辨透射电子显微镜和电子能量损失谱表明，在Li基合金颗粒周围形成了一层具有非晶态特征的人工界面层，Li元素在界面上呈梯度分布。电化学分析和理论模拟结果显示，界面层为PEOm-Li₂₁Si₅复合固体电解质提供了快速的离子传输路径，对实现高稳定的离子导电性起着关键作用。

2）实验结果显示，PEO_m-5%Li₂₁Si₅复合电解质在30 °C和45 °C时的离子电导率分别为3.9×10^-5 S cm⁻¹和5.6×10^-4 S cm⁻¹。所开发的LiFePO₄|PEO_m-5%Li₂₁Si₅|Li全固态电池在0.2 C和30°C循环100次后容量稳定在129.2 mA h g⁻¹，在0.5 C和45 °C循环200次后容量稳定在111.3 mA h g^-1，表现出优异的循环稳定性和高倍率性能。

参考文献

Yuxuan Liu, et al, Constructing Li-Rich Artificial SEI Layer in Alloy-Polymer Composite Electrolyte to Achieve High Ionic Conductivity for All Solid-State Lithium Metal Batteries, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202004711

https://doi.org/10.1002/adma.202004711