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采用固態電解質的全固態鋰電池（ASSLBs）由于其高能量密度和安全性被認為是下一代鋰離子電池最有希望的候選者。然而，固態電解質的低離子電導率和有限的電化學窗口限制了ASSLBs的實際應用。

浙江理工大學胡毅、美國特拉華大學付堃等展示了一種簡單且可擴展的方法，以蠶絲為模板成功制備了Li₇La₃Zr₂O₁₂ (LLZO)陶瓷織物和夾層結構LLZO陶瓷織物復合固態電解質(LLZO CF-CSE)。

圖1 LLZO CF-CSE的制備及表征

LLZO陶瓷織物完全保留了原始蠶絲織物的形態和結構，從而提供了一條三維連續快速導電路徑。LLZO陶瓷織物的多孔結構有助于PEO-LiTFSI溶液滲透到陶瓷織物骨架中，以形成連續的陶瓷/聚合物界面。此外，LLZO CF-CSE（70 wt%）中的高陶瓷填料含量提高了CSE的整體離子導電性，并增強了電解質的熱穩定性和電化學穩定性。

圖2 LLZO CF-CSE的形貌、柔性和熱穩定性能

研究顯示，柔性LLZO CF-CSE表現出較高的離子電導率（30 °C時為 8.89×10^-5 S cm^-1，50 °C時為 2.4×10^-4 S cm^-1）、高達5.1 V的穩定電化學窗口和不可燃性。采用LLZO CF-CSE制備的對稱鋰電池可以在50℃下穩定循環700小時不短路。

基于LiFePO₄正極的ASSLB在50°C下具有高可逆容量和出色的循環穩定性（0.2 C下100次循環后為149.3 mAh g^-1，1 C下500次循環后為107.2 mAh g^-1）。此外，柔性鋰金屬軟包電池在極端條件下也可安全穩定運行。這項工作為設計具有獨特結構、高能、安全和長期穩定的ASSLBs的陶瓷電解質提供了一種新的策略。

圖3 全固態鋰金屬電池性能

Garnet Ceramic Fabric-Reinforced Flexible Composite Solid Electrolyte Derived from Silk Template for Safe and Long-term Stable All-Solid-State Lithium Metal Batteries. Energy Storage Materials 2022. DOI: 10.1016/j.ensm.2022.02.018

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胡毅/付堃EnSM：蠶絲衍生的柔性/不燃/高氧化穩定性固態電解質！

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