不含过量锂金属的无负极锂电池是一种实用的选择，可以最大限度地提高能量，超越传统设计的锂离子和锂金属电池。然而，由于使用的是低容量的放氧层间正极和易燃液体电解质，其性能和可靠性仍然受到限制。

近日，大连理工大学王治宇教授通过在离子传输速度快、热稳定性和阻燃性好的复合凝胶聚合物电解质（CGPE）中应用富Li、无氧Li₂S正极实现了一种高能量、高可靠性的准固态无负极电池。

文章要点

1）冷压入充满吸电子中心的Mxene导电基质提高了Li₂S的氧化还原活性，使活化和充电难度降至最低。这种方法可以制备密度高的Li₂S正极（记为Li₂S@MX），其Li₂S负载量高达14 mg cm⁻²，并且具有高的面容量负载量。由于厚电极中Li₂S绝缘的巨大电阻，采用普通的浆料浇注方法很难实现这一点。

2）在此基础上，设计了一种坚固耐火的CGPE，其具有较差的LiPS溶解性，不仅阻止了Li枝晶的生长，而且还阻止了LiPS的穿梭，同时提高了含氟聚合物和MXene复合材料的电池安全性。

3）研究人员在CGPE中组装Li₂S@MX正极，获得了具有良好可逆性和高能量密度的准固态无负极电池。此外，由于L_i2S在坚固耐火的CGPE中稳定的氧化还原化学的协同作用，这种电池在极端滥用条件下也表现出低自放电和高可靠性。

参考文献

Liu, Y., Meng, X., Wang, Z. et al. Development of quasi-solid-state anode-free high-energy lithium sulfide-based batteries. Nat Commun 13, 4415 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-32031-7

https://doi.org/10.1038/s41467-022-32031-7