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全固態鋰金屬電池（ASSLMBs）在開發下一代高安全、高能量密度鋰電池方面前景廣闊，但仍面臨鋰枝晶生長和厚度的挑戰。

圖1.?PAL電解質設計

西安交通大學高國新、丁書江、胡小飛等開發了由低密度自支撐芳綸納米纖維（ANF）氣凝膠骨架支撐的超薄聚環氧乙烷（PEO）基復合固態聚合物電解質（PAL）。具體而言，這項工作通過一種新型CO₂輔助誘導自組裝方法，獲得了具有精心設計雙交聯度雙層結構的ANF氣凝膠。

得益于ANFs和PEO之間的分子間相互作用，PAL實現了具有優異熱穩定性和機械強度的超薄厚度（20μm）。同時，由于功能化的ANF對離子通路的調節，PAL在沒有枝晶的情況下實現了均勻的鋰沉積，從而為對稱電池帶來了穩定的長循環（1400小時）。

圖2.?PAL電解質的電化學性能

因此，Li|PAL|LiFePO₄（LFP）電池具有優異的長期循環穩定性（1C，>700次循環，庫侖效率>99.8%）和快速充電/放電性能（倍率性能達10C）。

此外，從更實用的角度講，由于能夠匹配高負載（8 mg cm^?2）陰極，Li|PAL|LFP電池還實現了180 Wh kg^?1的能量密度。并且，雙層Li|PAL|LFP軟包電池在循環和濫用測試中表現出優異的柔性和安全性。

圖3.?全電池性能

CO2-Assisted Induced Self-Assembled Aramid Nanofiber Aerogel Composite Solid Polymer Electrolyte for All-Solid-State Lithium-Metal Batteries. Advanced Energy Materials 2024. DOI: 10.1002/aenm.202303527

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?西交AEM：自組裝芳綸納米纖維氣凝膠復合固態聚合物電解質

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