用于全固态锂电池（ASSLB）的高安全性和低成本固体聚合物电解质的开发一直受到离子电导率低、高电压条件下稳定性差以及严重的锂枝晶引起的短路等问题的阻碍。

在这项研究中，天津工业大学Nanping Deng，Weimin Kang，国家超级计算天津中心Geng Li将具有放大生产的反应性表面缺陷的锂掺杂氧化镁纳米纤维引入到聚环氧乙烷（PEO）/双（三氟甲磺酰）亚胺锂（LiTFSI）体系中。

文章要点

1）表征和密度泛函理论计算表明，基于表面氧空位的静电相互作用以及暴露的Li衍生的Li−N和Li−O键的形成，TFSI−被强烈吸附在纳米纤维上。此外，引入的暴露在氧空位附近的锂可能会从晶格中释放出来，并参与富锂域的形成。

2）因此，固体电解质在30℃下具有1.48×10⁻⁴ S cm⁻¹的高离子电导率，电池组具有优异的循环稳定性，在2 C下循环1500次后放电容量保持率为85.2%。此外，富锂区域EO链的协调增加以及与纳米纤维的化学相互作用显着提高了固体电解质的抗氧化稳定性，使LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂/Li电池具有超过700次循环的长寿命。

这项研究的结果表明，一维氧化物纳米结构的表面缺陷可以显着改善Li+扩散动力学。这项研究为高压ASSLB的富锂区域的构建提供了见解。

参考文献

Wen Yu, et al, One-Dimensional Oxide Nanostructures Possessing Reactive Surface Defects Enabled a Lithium-Rich Region and High-Voltage Stability for All-Solid-State Composite Electrolytes, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c07754

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c07754