高能量密度固态锂电池通常需要良好的离子导电性固体电解质(SE)以及与高压电极材料的稳定匹配。

基于此，清华大学何向明教授，江苏大学Maoxiang Jing发现含有大量Lewis酸位的钇稳定的氧化锆（YSZ）纳米粒子具有催化1,3-二氧戊环（DOL）聚合的作用，能够与LiPF₆协同作用，以较高的转化率(98.5%)将DOL单体转化为固体电解质。

文章要点

1）CSE的电化学稳定窗口达到4.V以上，减少了高压下DOL单体对正极材料的破坏。YSZ的Lewis酸中心使CSE的Li⁺迁移数达到0.65，并使CSE的离子电导率在20 ℃时达到2.75×10⁻⁴ S cm⁻¹。

2）YSZ在CSE/Li界面处原位反应形成了一层坚硬的富Li₂ZrO₃离子导电层，引导Li⁺的均匀沉积，使Li/CSE/Li对称电池在0.1 mA cm⁻²电流密度下稳定循环1100 h以上。

3）组装好的NCM622/CSE/Li纽扣电池可以在4.3V和0.5 C下循环800次，每次循环容量衰减率仅为0.03%，即使在4.6V的高电压下也能正常工作。因此，这种简单有效的制备高性能CSE将有助于加速固态电池的商业化应用，而YSZ改善PDOL性能的机理可以为基于PDOL的CSE的研究提供新的思路和指导。

参考文献

Hua Yang, et al, In Situ Catalytic Polymerization of a Highly Homogeneous PDOL Composite Electrolyte for Long-Cycle High-Voltage Solid-State Lithium Batteries, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202201762

https://doi.org/10.1002/aenm.202201762