固态锂金属电池因其高能量密度和优异的安全性而备受关注。然而，固体电解质具有缓慢的Li⁺动力学，与锂负极界面相容性差，导致其室温性能不理想，严重限制了其实际应用。

近日，中科大Meinan Liu，Jingjing Xu，徐州工程学院Wenbin Gong设计一种Janus准固体电解质（JSE），它改变了丁二腈（SN）塑料晶体电解质中Li⁺的溶剂化环境，建立了一维Li⁺输运通道。

文章要点

1）密度泛函理论（DFT）计算和拉曼光谱结果表明，Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃改变了Li⁺的溶剂化环境，使Li⁺的溶剂化环境由SN单元变为聚集离子对，加快了Li⁺的扩散速度。

2）结果表明，JSE具有良好的离子导电性（0.73 mS cm⁻¹）和高的锂迁移数（0.72）。有了这种高效的JSE，Li对称电池在600小时内具有出色的循环稳定性，过电位低至60 mV。

3）LiFePO₄|JSE|Li固态电池具有令人印象深刻的性能，在室温下0.5 C下循环100次后，比容量达到152 mAh g⁻¹。此外，相应的软包电池也表现出出色的性能（0.5 C下140 mAh g⁻¹），并经得起弯曲和切割等滥用测试，表明其具有出色的安全性，可满足未来应用。

参考文献

Yuzhen Hu, et al, Janus Electrolyte with Modified Li+ Solvation for High-Performance Solid-State Lithium Batteries, Adv. Funct. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adfm.202203336

https://doi.org/10.1002/adfm.202203336