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固態鋰金屬電池（SSLMB）是高能量密度儲能裝置的有前途的候選者。然而，仍然缺乏一個評估標準來評估實際研究狀況和比較已開發的SSLMB的總體性能。

在此，清華大學深圳國際研究生院賀艷兵教授團隊首次提出了一種集成的終端描述概念，即Li+傳輸通量（??Li+），以綜合判斷固態電池的性能。這個??Li+定義為一小時內通過電極/電解質界面單位面積的Li+的摩爾數（mol m^-2 h^-1）。可以看出，區域容量和循環速率（時間）是決定??Li+。

顯然，增加面積比容量或縮短充電/放電時間可以獲得更高的??Li+，需要通過電極、固態電解質和復雜界面進行出色的離子傳輸。

圖1. 固態電池的示意圖和提高??Li+的關鍵策略

為了克服挑戰并提高??Li+，應該提高整個SSB構型的離子傳輸效率，包括電極、電解質和界面。因此，作者強調了提高??Li+的三個方面，包括在復合SSE中構建跨相離子傳輸網絡，在復合電極中建立跨間隙離子傳輸通道，以及在電解質和電極之間建立跨界面離子傳輸層。電解液和電極之間建立跨界面離子傳輸層。

首先，構建具有內在高離子傳導性和穩定界面的連續離子傳輸通道，對于整合厚正極和負極至關重要。有必要設計低迂回的結構，并應用更小尺寸的SSE與更多的暴露表面。

其次，利用不同的材料系統確定復合SSE內部的跨相離子傳輸機制，對于通過應用先進技術揭示內在瓶頸具有重要意義。提高離子傳導性的關鍵是建立有效的傳輸網絡，減少不同相間離子傳輸的能量障礙。耦合劑或添加劑可以有效地構建高導電性復合SSEs的界面。第三，電解質和電極之間的界面問題，如接觸不良和副反應被描述為最大的挑戰。

此外，原位聚合是解決接觸問題的有效方法，實現了良好的界面兼容性，簡化了電池的組裝過程。由于其獨特的制造工藝，它也是實現SSBs高??Li+的重要技術。

具體來說，應考慮各種電解質和電極的離子傳輸能力、化學/電化學穩定性和界面的機械性能。此外，??Li+的新概念將發揮決定性的作用，客觀地評估SSB的性能，以促進其工業化生產，因此通過不斷努力實現高??Li+即可實現其大規模商業化。

圖2. 液體、準固態和固態Li電池的??Li+

Determining the Role of Ion Transport Throughput in Solid-State Lithium Batteries，?Angewandte Chemie International Edition 2023 DOI: 10.1002/anie.202302586w

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?賀艷兵課題組Angew.：確定固態鋰電池中離子傳輸通量的作用

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