为柔性金属锂电池构建坚固的(准)固态电解液具有重要意义，但也具有极大的挑战性。

近日，滑铁卢大学陈忠伟教授，华南师范大学王新报道了一种用于超长寿命金属锂电池（LMBs）的新型柔性、坚固的“树干”设计的准固态电解质（QSSEs）。

文章要点

1）原位生长的MOF层覆盖了基于纤维素的骨架，形成了分层的离子通道，实现了快速的离子转移动力学和出色的耐用性。电导率为1.3 6×10⁻³ S cm^-1，迁移数为0.72，电化学窗口为5.26 V，具有良好的倍率性能。同时，通过同步辐射X射线层析成像技术，直观地显示了电极/电解液界面区锂枝晶的结构和形貌，表明锂金属沉积是无枝晶的。

2）由于这些优点，所得到的LMBs具有显著的电化学性能，即与LFP正极配对时，库仑效率（CE）接近100%，超长期稳定性为3000次充放电循环（6000小时），在0.78 mAh cm^-2（1 C）的电流密度下容量保持率为80%。对于NCM811的高负载正极(14.8 mg cm^-2)，在面积容量为2.47 mAh cm^-2时获得了长期稳定的性能，300次循环后的容量保持率也达到了80%。

这项工作为实现高能量密度和长期稳定的LMBs的实际应用提供了一条新的途径，并为离子导体在其他相关领域的发展提供了借鉴。

参考文献

Yun Zheng, et al, “Tree Trunk” Design for Flexible Quasi Solid-State Electrolyte with Hierarchical Ion-Channels Enabling Ultralong-Life Lithium Metal Batteries, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202203417

https://doi.org/10.1002/adma.202203417