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固態鋰電池具有高能量密度和安全性的優勢，但現有的固態電解質（SSEs）不能滿足電池運行的嚴格要求。

圖1.固態鋰電池面臨的問題及不同電解質的對比

吉林大學徐吉靜等合成了新型多金屬氧酸鹽SSEs（Li₃PW₁₂O₄₀和Li₃PMo₁₂O₄₀），其具有良好的界面相容性和化學穩定性，克服了傳統SSE的局限性。研究顯示，通過優化Li₃PW₁₂O₄₀的三維Li⁺遷移網絡，獲得了0.89 mS cm^?1的高離子電導率和0.23 eV的低活化能。此外，Li₃PW₁₂O₄₀具有寬的電化學穩定性窗口，既可以容納鋰陽極也可以兼容高壓陰極。

圖2.Li₃PW₁₂O₄₀的表征

因此，采用Li/ Li₃PW₁₂O₄₀/LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂制備的全固態鋰金屬電池在截止電壓為4.35 V條件下，顯示出高達100次的穩定循環，面容量超過4 mAh cm^?2，并且具有$5.68 kg^?1的成本競爭力。

此外，通過同構取代還得到了與Li₃PW₁₂O₄₀同源的Li₃PMo₁₂O₄₀，它與Li₃PW₁₂O₄₀可形成低電阻界面。Li₃PW₁₂O₄₀和Li₃PMo₁₂O₄₀在鋰-空氣電池中的應用進一步證明，可以獲得較長的循環壽命（650次循環）。總體而言，該策略為構建高效、可擴展的固態多金屬氧酸鹽電解質提供了一種簡便、低成本的策略。

圖3.Li/ Li₃PW₁₂O₄₀/LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂電池性能

Polyoxometalate Li3PW12O40 and Li3PMo12O40 Electrolytes for High-energy All-solid-state Lithium Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202317949

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