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孙学良院士团队，又发JACS！

来源：时间：2024-05-27 09:39:01 浏览：749次

第一作者：Yu Pengcheng

通讯作者：韩松柏教授、邹如强教授、夏威教授、孙学良院士

通讯单位：宁波东方理工大学、北京大学、南方科技大学

DOI: 10.1021/jacs.4c02170.

研究背景

锂离子电池（LIBs）作为主流储能技术之一，在安全性与能量密度方面遭遇瓶颈，而固态电池具有卓越的安全性和广泛的工作温度范围成为潜在解决方案，但锂金属固态电池的发展受限于缺乏高性能的锂离子固态电解质，其需同时具有高离子电导率和与锂金属负极的兼容性。然而，大多数超离子导体与锂金属负极不兼容，由于易被锂金属还原的高价阳离子，导致界面层生长、界面电阻增加和电池故障。目前的改进策略往往牺牲了离子传导率或需要复杂的工程技术。基于此，孙学良院士团队针对高价阳离子作为固态电解质对锂不稳定的根源，提出了一种创新性的反结构设计策略，即从固态电解质的化学成分中彻底消除非锂阳离子，以实现对锂金属的内在热力学稳定性，从而有望突破现有瓶颈，推动锂金属固态电池技术的发展。

文章要点

1、作者创新地提出了一种具有内在热力学稳定性的富锂超离子导体，其采用特殊的反萤石结构设计，并引入新的间隙锂位点，显著提高了Li⁺的电导率，从而优化了Li⁺迁移路径，展示了其在可逆Li-Li对称电池和具有Li金属负极和LiCoO₂正极的全电池中的潜力，为高密度固态锂金属电池提供了新可能性。

2、作者还提出了对反萤石固体电解质未来工作的研究方向，包括Li⁺迁移的显式性质、阴离子无序和熵驱动Li⁺扩散的机制，以及电化学反应与全固态电池中高面积负载和快速充电的兼容性等。本研究方向的深入探索有望为高性能锂金属全固态电池的发展开辟新的道路，推动固态电池技术的进一步发展。

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