常规液态锂电池中液态电解质中存在易燃有机溶剂，并在一定极端条件下会分解产生可燃气体，引发起火甚至爆炸。全固态电池由于采用固态电解质替代液态电解质，可显著提高运行安全性，近年来受到研究和产业各方广泛关注。
在此，特拉华大学付堃（Kelvin Fu），密歇根大学陈磊等人详细介绍了填料对准结构厚 （FAST） 电极的影响。研究显示，其显着提高了固体复合正极的机械强度和离子/电子电导率。其中，FAST 电极集成了垂直排列的纳米导电碳纳米管，在增强电极结构的同时创建了低曲折度的电子/离子传输路径。
这种设计不仅减轻了聚合物电解质的再结晶，而且还建立了致密的局部电场分布并加速了锂离子的迁移。基于此，FAST 电极以磷酸铁锂为活性材料，在高材料负载（49.3mg cm-2）、 0.2 C 下实现148.2 mAh g-1的高容量。
图1. 碳纳米管对 FAST 正极导电性的影响
总之，该工作介绍了一种用于 SSLB 的三维导电正极。研究显示，该设计有效解决了复合正极中普遍存在的问题，如离子传输效率低和负载能力有限。FAST可在增强机械强度的同时确保电子和离子传输的低迂回路径，从而显著提高离子导电性和电子导电性。
基于此，FAST 正极显示出强大的电化学性能，在 40°C 条件下，材料负载为 49.2 mg/cm2，在 0.2 C 条件下循环 100 次，可达到 148.2 mAh/g的高容量。因此，该工作为推进固态锂金属电池的发展提供了新的思路。
图2. 电池性能
Enhancing cathode composites with conductive alignment synergy for solid-state batteries, Science Advances 2025 DOI: 10.1126/sciadv.adr42924.
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