基于固态电解质（SSE）的固态锂电池（SSLBs）以其令人满意的安全性和高能量密度而备受关注。石榴石型Li_6.5La₃Zr_1.5Ta_0.5O₁₂（LLZTO）较低的室温离子电导率（通常低于1×10⁻³ S cm⁻¹）仍是一个巨大的挑战，其需要一个巨大的飞跃。

基于此，哈工大Yongxian Huang报道了采用了一种新的固态烧结策略，通过引入La₂O₃纳米颗粒来促进晶粒的均匀分布，并沿晶界构建三维（3D）连续的Li⁺离子输运网络。

文章要点

1）La₂O₃纳米颗粒作为第二相抑制了LLZTO晶粒的异常长大，减少了空洞缺陷，提高了LLZTO的相对密度。而由过量La₂O₃纳米颗粒与Li₂O气体结合而成的LaLiO₂锂离子导体则提供了连续的离子通道，提高了Li⁺离子的导电性。锂离子电导率达到1.12×10^-3 S cm-1（比纯LLZTO电解液高64%），相对密度为98.1%。

2）实验结果表明，采用LiFePO₄正极的SSLBs在室温下进行600次长期循环（0.5 C）后，放电容量达到128.8 mA h g^-1，库仑效率大于99%，具有良好的稳定循环性能。

该工作提供了一种可行的固态烧结方法，用于为SSLBs的未来应用设计具有高性能的SSEs。

参考文献

Zhiwei Qin , Xiangchen Meng , Yuming Xie , Delai Qian , Huankun Deng , Dongxin Mao , Long Wan , Yongxian Huang , Fast Li-ion transport pathways via 3D continuous networks in homogeneous garnet-type electrolyte for solid-state lithium batteries, Energy Storage Materials(2021),

DOI：10.1016/j.ensm.2021.09.005

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.09.005