海大AM：高效离子渗透网络助力高性能全固态阴极

全固态锂电池（ASSLBs）面临着正极负载低和倍率性能差的严峻挑战，这影响了其能量/功率密度。广泛接受的高离子电导率和低界面电阻的目标似乎不足以克服这些挑战。

图1 材料表征

中国海洋大学吴敬一、王焕磊和德克萨斯大学奥斯汀分校余桂华等发现阴极中的高效离子渗流网络对ASSLBs的电化学性能具有更关键的影响。基于此，作者提出了一种磁场诱导方法来控制固态复合阴极中Li_0.35La_0.55TiO₃纳米线（LLTO NWs）的取向，从而在仅含有1 vol% LLTO NWs的高负载阴极中实现高效离子渗流。这种阴极结构设计解决了传统阴极中离子传输高度迂回和过量添加固态电解质的固有问题。

图2 不同类型阴极中的电荷传输动力学

作为范例，固态磷酸铁锂（LFP）/锂电池在60℃、2 C和5 C条件下的可逆放电容量分别为151 mAh g^-1和100 mAh g^-1。令人印象深刻的是，在2 C的快速充电倍率下，室温比容量达到108 mAh g^-1。即使在LFP负载为20 mg cm^-2的条件下，电池也能达到3 mAh cm^-2的目标面积容量。

此外，该策略在LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ (NCM)复合阴极中也得到了进一步证实，其倍率能力和容量保持能力都得到了增强。该工作提出的策略通过构建高效的离子渗滤网络同时实现了快速离子传输和高能量密度，并将固态电解质降到最低，是实现高性能ASSLBs的可行解决方案。

图3 LFP和NCM阴极的电化学性能

Efficient Ion Percolating Network for High-Performance All-Solid-State Cathodes. Advanced Materials 2024. DOI: 10.1002/adma.202312927

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