界面工程与复合电解质的综合方法对于锂金属电池（LMB）的市场应用至关重要。

近日，北京科技大学Li-Zhen Fan设计了一种22 μm薄膜型聚合物/Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂（LLZTO）复合固态电解质（LPCE），它结合了快速离子传导和稳定的界面演变，提高了锂金属界面稳定性和循环性能。

文章要点

1）三乙二醇二甲醚（TGDE）和阴离子形成的醚基分子配位基团/簇促进了Li⁺在聚合物链段之间的移动。这些特定的配位簇显着“限制”了阴离子和Li⁺之间的相互作用，诱导阴离子跟随簇到达锂金属并优先参与固体电解质界面（SEI）衍生化。

2）富含无机盐的梯度SEI调节Li⁺沉积并抑制不受控制的枝晶生长，实现锂对称电池在0.2 mA cm⁻²下稳定循环超过2000小时。此外，Li||NCM811电池在0.1C倍率下表现出194.5 mAh g⁻¹的初始放电容量，经过500次循环后容量保持率仍超过90％。

这项工作证明了域限制离子团簇在离子传输和界面演化中的重要性，为固态LMBs提供了前景。

参考文献

Chao Wang, et al, High-Performance Solid-State Lithium Metal Batteries of Garnet/Polymer Composite ThinFilm Electrolyte with Domain-Limited Ion Transport Pathways, ACS Nano, 2024

DOI: 10.1021/acsnano.4c11205

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c11205