南邮马延文/谢燕楠Nano Energy：可溶液处理的高性能聚合物/陶瓷/离子液体电解质

全固态电解质为高能量密度锂金属电池（LMB）的安全运行提供了保障。然而，低离子电导率以及锂负极和电解质之间巨大的界面阻抗是阻碍其快速发展和实际应用，特别是限制了它们在室温下的运行。离子液体（IL）的引入有望解决上述问题。然而，涉及IL的固态电解质对锂枝晶抑制的影响尚未明确揭示，仍需要深入评估。

南京邮电大学马延文、谢燕楠等人报道了一种在锂负极上原位形成的富含LiF的固体电解质中间相(SEI)，它由IL和Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃组成的电解质的还原分解产生的。

南邮马延文/谢燕楠Nano Energy：可溶液处理的高性能聚合物/陶瓷/离子液体电解质

首次揭示了基于IL的固态电解质在锂金属上形成SEI的机制。实验和计算研究的结合表明，Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃的存在促进了IL中氟阴离子的释放，通过游离氟阴离子的还原分解原位生成具有高含量LiF的SEI层。

由于Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃的高机械模量，采用该复合固态电解质(SSCE)的对称 Li|Li电池在0.1 mA cm-²时表现出极其稳定的锂沉积/剥离行为超过2700小时，并伴有50 mV的小极化电压。

图1 SEI的XPS表征

此外，基于SSCE的组装固态Li/LiFePO₄电池可以在室温下稳定运行196次循环，容量保持率为90.7%。这些结果为SSCE的设计和高性能室温固态LMB的实现提供了有希望的见解。

图2 全电池性能

A high-performance, solution-processable polymer/ceramic/ionic liquid electrolyte for room temperature solid-state Li metal batteries. Nano Energy 2021. DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106351

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