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減少無機固態電解質（SSE）的厚度，可以提高電池的重量/體積能量密度。但是，粉末壓制法的無機固態電解質厚度為500-1000微米，會帶來較大的內阻。

在此，華中科技大學李會巧團隊以ZrO₂納米線為骨架，以Li₃InCl₆為鋰離子導體，通過簡單的溶液灌注法制備了一種超薄 SSE 。該電解質可以自支撐，最小厚度為 25 μm，小于粉末壓制法電解質厚度的 1/20。由于含有大量的 Li₃InCl₆，該電解質具有高的導電性。

在固體電池中用作電解質時，與傳統的 SSE 層相比，該電解質可以大大降低電阻。由于電解質不含任何有機成分，因此具有良好的熱穩定性。得益于鹵化物 SSE 的柔軟特性，該電解質無需任何改動即可與復合正極緊密接觸。LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂/LiIn 電池具有很高的可逆容量，循環 200 次后容量保持率超過 80%。

圖1. 不同電解質厚度及阻抗變化

總之，該工作設計出了一種全無機、獨立、超薄固體電解質膜（25μm）。其中，LZ-ISE 膜的ZrO₂ 骨架中的空隙完全被 Li₃InCl₆ 填滿，Li₃InCl₆的體積比達到 90% 以上，表明 LZ-ISE 膜主要以Li₃InCl₆ 為主。更多 Li3InCl6 的存在提供了更多的鋰傳導路徑，有利于提高電解質膜的離子電導率。

此外，由于電解質膜不含任何有機成分，LZ-ISE 膜具有良好的熱穩定性。同時，LZ-ISE 膜還具有良好的機械性能和耐壓性，在 100、200、300 和 400 兆帕壓力下都能保持結構完整性，這對防止電池短路起到了關鍵作用。由于鹵化物 SSE 的柔軟特性，LZ-ISE 膜與復合正極緊密接觸，無需任何潤濕劑或界面改性。

結果顯示，NCM811/LiIn ASLB 在 25 °C、0.2C（1C = 200 mA g^-1）條件下顯示出 131.2 mAh g^-1的高可逆容量，循環 200 次后容量保持率超過 80%。因此，這項工作為制備超薄、獨立、安全、耐高溫、壽命長的固體電解質膜提供了一種有效的技術。

圖2. 電池性能

Ultrathin All-Inorganic Halide Solid-State Electrolyte Membranes for All-Solid-State Li-Ion Batteries, Advanced Energy Materials 2023 DOI: 10.1002/aenm.202303641

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?華科李會巧AEM：超薄全無機鹵化物固態電解質用于全固態鋰離子電池

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