
研究概述:
固态聚合物电解质具有良好的柔韧性和加工性,但存在室温离子电导率低等问题。在聚合物中添加增塑剂是提高离子电导率的有效方法,但会降低电解质膜的机械强度,难以抑制锂枝晶生长,造成离子电导率与锂枝晶抑制能力之间存在制衡效应。因此,设计具有高离子电导率和抑制锂枝晶功能的聚合物固态电解质具有重要意义。大连理工大学贺高红教授、齐新鸿副教授、李易杭硕士生等提出了一种离子/离子和电子导电Janus固体电解质膜设计,Janus固态电解质面向正极侧传导锂离子,面向负极侧同时传导锂离子和电子,具有高离子电导率和定向锂沉积功能,诱导锂均匀沉积于膜内和锂金属负极界面处,解决锂枝晶生长问题。该研究为设计具有高离子电导率和引导锂定向沉积能力的固态电解质提供了创新性解决方案。
该研究工作以“Janus Solid Electrolyte with Ionic and Electronic Dual Conductive Face Guiding Lithium Deposition Oriental To Connect with Lithium Metal Anode”为题发表在国际知名期刊《ACS Energy Letters》,并被评为封面论文。


图1 封面论文

图2 离子/离子和电子导电Janus固体电解质的制备和诱导锂沉积机理

图3 固态电解质的离子电导率提高和诱导锂定向沉积

图4 COMSOL模拟锂沉积

图5 固态电池性能