柔性低成本的PEO聚合物电解质凭借其与金属锂负极良好的界面相容性因而在全固态锂离子电池领域备受瞩目。然而,PEO的低离子电导率和严重的枝晶生长限制了其在高比能锂金属电池中的实际应用。在本文中,德克萨斯大学奥斯汀分校的J. B. Goodenough 等制备了一种在25℃和45℃下离子电导率分别为5.4×10-5S/cm和3.4×10-4S/cm的PEO/钙钛矿型Li3/8Sr7/16Ta3/4Zr1/4O3复合固态电解质。在这种电解质中,TFSI-阴离子中的F-会与钙钛矿表面的Ta5+发生相互作用从而促进离子在PEO/钙钛矿界面上的传输。Li/复合电解质/Li对称电池在高达0.6mA/cm2的电流密度下能够表现出优异的循环稳定性。金属锂负极和固态电解质界面之间原位形成的固态电解质界面能够抑制锂枝晶的形成与生长。使用此种复合固态电解质的Li/LiFePO4电池和高压Li/NCM811电池均同时具备高库仑效率、小极化和良好的循环稳定性。
Henghui Xu, J. B. Goodenough et al, High-performance all-solid-state batteries enabled by salt bonding to perovskite in poly(ethylene oxide), PNAS, 2019
https://www.pnas.org/content/early/2019/08/28/1907507116.short?rss=1