具有商用聚烯烃隔膜和液体电解液的锂金属电池(LMB)的寿命和安全性因锂枝晶以及液体电解液的泄漏和燃烧而恶化。

基于此，为了有效地解决这些问题，北京化工大学隋刚教授原位合成了一种“陶瓷器”电解质，将陶瓷二氧化硅(例如高模)和聚合物聚1,3-二氧杂环戊烷(例如柔性/与电极的良好界面)的优点完美地结合在一起，从而使LMBs具有优异的性能。

文章要点

1）采用新型“陶瓷器”电解液的锂负极具有超长的循环寿命和原位光学显微镜所证实的无锂枝晶特性。Li/Li对称电池在0.5 mA cm-2下稳定地脱锂3600h，且具有恒定的低过电位。

2）此外，LiFePO₄/Li电池在1 C循环500次后，容量保持率达90.3%，库仑效率达99.9%。即使在2 C的较高电流密度下，电池也表现出出色的长期循环稳定性，每次循环的容量衰减率仅为0.0285%。

3）更值得注意的是，组装的纽扣电池(LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂/Li)在1 C循环500次后容量保持率高达80.2%，高负极负载(10 mg cm^-2)和薄锂负极(~50µm)的软包电池可以稳定运行。

本研究为构建具有优异综合性能的独特有机-无机电解质提供了一种非常有前景的策略，有效地实现了长循环、高安全性的LMBs。

参考文献

Tao Zhu , Ming Zhu , Siqi Yuan , Peibin Kang , Wenxi Cui , Jinle Lan , Xiaoping Yang , Gang Sui , In-situ constructing “ceramer” electrolytes with robust-flexible interfaces enabling long-cycling lithium metal batteries, Energy Storage Materials (2022)

DOI：10.1016/j.ensm.2022.09.022

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.09.022