氧化物陶瓷电解质（OCEs）因其在固态锂金属电池中的潜力而备受关注，主要在于其高弹性模量在理论上能够有效阻止锂枝晶的生长。然而，在实践中，OCEs难以承受超过1 mA/cm²的临界电流密度，主要原因包括晶界引发的锂金属渗透、电极-OCE界面的副反应以及缺陷演化（如晶粒生长与裂纹扩展）导致的局部电流集中和机械失效。鉴于此，来自美国加州大学尔湾分校的Huolin L. Xin团队设计了一种通过动态交联的非质子型聚合物（含有非共价-CH₃···CF₃键）与离子导电陶瓷混合而成的塑料陶瓷电解质（PCE）。这种电解质通过两步动态缺陷去除机制实现自愈与修复，显著减少了锂金属渗透引起的热点并降低了化学机械降解。研究表明，该电解质在Li⁰-Li⁰电池中具有超过2000小时的寿命，并在1 mA/cm²下表现出优异的稳定性。此外，在PCE与Li⁰间引入一层聚丙烯酸缓冲层后，当与4.2 V零应变阴极配对时，循环寿命超过3600次。这项研究为固态锂金属电池的高性能电解质开发提供了新思路。

文章要点：
(1) 该研究设计了一种自愈型塑料陶瓷电解质，通过动态高分子网络实现锂金属电池的长期稳定性和高性能。
(2) 该电解质通过减少热点和缺陷的动态修复机制，显著提高了锂金属电池的寿命和耐受临界电流密度的能力。

参考资料：
He, Y., Wang, C., Zhang, R. et al. A self-healing plastic ceramic electrolyte by an aprotic dynamic polymer network for lithium metal batteries. Nat Commun 15, 10015 (2024). 

https://doi.org/10.1038/s41467-024-53869-z

doi.org/10.1038/s41467-024-53869-z