从液体电解质到无机固体电解质的转变为实现高度可逆的锂金属负极提供了一条潜在的途径。然而，固体电解质保护的锂金属负极存在界面离子接触不良的问题，需要高堆积压力（>1.0 MPa）来维持界面接触。

近日，得克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram设计了一种基于中空碳支架和稳定的硫化物/聚合物复合电解质的三维锂金属负极。

文章要点

1）研究人员首先在中空碳纤维支架上涂覆了亲锂银。在第二步中，将空气稳定的、可溶的硫化物固体电解质渗透到负极支架中，并通过原位交联法由聚合物粘结剂基质保护/增强。

2）复合电解质表现出比原始硫化物固体电解液更好的化学/机械稳定性。中空的银（Ag）/碳支架和复合电解质的组合使支架内的可逆镀锂/剥离成为可能，同时在界面上产生轻微的应力。

3）复合电解质保护的负极支架可以与填充LiNi_0.9Mn_0.05Co_0.05O₂(NMC)的凝胶聚合物电解质正极（18.0 mg cm⁻²）集成在一起。在单一过量锂的情况下，纽扣电池和软包电池在100次循环后容量保持率都保持在90%以上。以更高的倍率（1 C放电/0.2 C充电）进一步循环200次，容量保持率为83%。

4）由于电极/电解质界面的紧密接触和循环过程中界面的微小演化，负极支架在软包电池中以合理的堆叠压力运行，最低可达320 kPa。

参考文献

Yuxun Ren, et al, Operating High-Energy Lithium-Metal Pouch Cells with Reduced Stack Pressure Through a Rational Lithium-Host Design, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202200190

https://doi.org/10.1002/aenm.202200190