赵天寿/巫茂春AEM: 基于集成正极/超薄固体电解质的高容量、长寿命全固态锂电池

当前的全固态锂电池 (ASSLB) 制造通常涉及单个电极和固体电解质的费力制造和组装，这不可避免地导致大的界面电阻。此外，由于机械强度差，大多数固体电解质制造得过厚，无法阻止锂枝晶的形成。这些因素限制了ASSLB可获得的能量密度和可循环性。

在此，香港科技大学赵天寿院士、巫茂春等人通过在正极上直接制造超薄而坚固的纤维网络增强固体电解质，报道了一种用于可扩展ASSLB制造的新型集成正极/固体电解质。集成设计使界面和整个正极处实现连续离子传导，从而大大降低界面电阻并实现更高的正极负载。同时，强大的纤维网络赋予固体电解质超薄的厚度和优越的枝晶抑制能力。

赵天寿/巫茂春AEM: 基于集成正极/超薄固体电解质的高容量、长寿命全固态锂电池

图1. ASSLB示意图以及电极材料、固态电解质表征

因此，新开发的Li/LiFePO₄全固态锂电池在0.5 C和45 °C下实现了155.2 mAh g^-1的高容量，500次循环后容量保持率为84.3%。即使正极负载高达13 mg cm^-2，电池仍可提供124.1 mAh g^-1的容量。具有这种集成设计的软包电池显示出良好的电化学性能和安全性，在实际应用中显示出巨大的潜力。

图2. 具有高正极负载的ASSLB的电化学性能

A High-Capacity, Long-Cycling All-Solid-State Lithium Battery Enabled by Integrated Cathode/Ultrathin Solid Electrolyte, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101612

赵天寿/巫茂春AEM: 基于集成正极/超薄固体电解质的高容量、长寿命全固态锂电池

相关推荐