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用于固態鋰金屬電池(SSLB)的復合聚合物電解質(CPE)仍然存在界面電阻逐漸增加和鋰枝晶生長不受限制的問題。

美國馬里蘭大學王春生等人通過在CPE膜上引入氟化鹽富集的夾層來設計富含LiF的無機固體電解質界面(SEI)，從而解決了上述挑戰。

剛柔并濟的CPE有助于適應電極的體積變化，而聚合物高濃度電解質(PHCE)表面層通過陰離子還原形成穩定的富含LiF的SEI，從而調節鋰離子通量。設計的 CPE-PHCE具有增強的離子電導率和>5.0 V（相對于Li/Li⁺）的高氧化穩定性。

此外，CPE-PHCE顯著降低了界面電阻并實現了4.5 mA cm^-2的高臨界電流密度。由薄CPE-PHCE膜（<100 μm）和無鈷LiNiO₂正極制成的SSLB，具有出色的電化學性能和長循環穩定性。這種SEI設計方法也可以應用于其他類型的電池。

圖1 CPE和CPE-PHCE電解質的物理特性

圖2 無鈷LiNiO₂固態電池性能

In situ formation of polymer-inorganic solid-electrolyte interphase for stable polymeric solid-state lithium-metal batteries. Chem 2021. DOI: 10.1016/j.chempr.2021.06.019

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王春生Chem：原位形成聚合物-無機固體電解質界面實現穩定聚合物固態鋰金屬電池

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