清华大学王海辉在Nano-Micro Letters发文：12.6 μm厚的非对称复合电解质，具有出色的界面稳定性，适用于固态锂金属电池
论论资讯 ｜ 2024-04-27 ｜
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Nano-Micro Letters
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12.6 μm-Thick Asymmetric Composite Electrolyte with Superior Interfacial Stability for Solid-State Lithium-Metal Batteries
Zhang Zheng; Gou Jingren; Cui Kaixuan; Zhang Xin; Yao Yujian; Wang Suqing; Wang Haihui
Published：2024-04-26
DOI：10.1007/s40820-024-01389-2
研究背景
当谈到高能量密度和高安全性表现时，固态锂金属电池（SSLMBs）展现出极大的潜力。然而，目前亟需解决电解液与高压阳极/锂阳极的兼容性，并且需要减小电解液厚度以实现SSLMBs的高能量密度。
研究内容
最新研究在《Nano-micro letters》期刊中发表，题为《12.6 μm 厚度的具有优越界面稳定性的不对称复合电解质用于固态锂金属电池》。研究围绕开发超薄（12.6 μm）的不对称复合固态电解质展开，其极轻的面密度为1.69 mg cm<sup>-2</sup>。该电解质由分别通过胶带铸造在聚乙烯（PE）隔膜两侧的石榴石（LLZO）层和金属有机框架（MOF）层组成。PE隔膜赋予电解质灵活性和出色的机械性能。阳极侧的LLZO层确保在高电压下具有高化学稳定性。阴极侧的MOF层实现了稳定的电场和均匀的锂通量，从而促进锂离子的均匀沉积。
研究意义
这一设计带来了显著的成果，Li对称电池展现出超长的循环寿命（5000 h），高压SSLMBs实现了稳定的循环性能。组装的软包电池提供了344.0 Wh kg<sup>-1</sup>的重量能量密度和773.1 Wh L<sup>-1</sup>的体积能量密度。这种简单的操作方式适用于大规模制备，并且超薄不对称结构的设计理念也揭示了SSLMBs未来的发展方向。
这项研究为固态锂金属电池领域带来了新的突破，为未来的能源存储技术发展指明了方向。
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