12000h！忻获麟/MIT李巨，最新AM！自修复的可流动电解质！

顶刊收割机 · 公众号 · · 2024-10-12 08:18

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研究概述

锂金属（Li ⁰ ）固态电池由于枝晶形成、副反应和循环中电极-电解质界面的移动而面临着挑战，而在电池制造/运行过程中形成的空隙和裂缝是失效的热点。

基于此，2024年10月10日， 加州大学尔湾分校忻获麟教授、麻省理工学院李巨教授 在国际期刊 Advanced Materials 发表题为《A Self-Healing, Flowable, Yet Solid Electrolyte Suppresses Li-Metal Morphological Instabilities》的研究论文。

在这里，研究人员报告了一种自修复的、可流动的固态电解质，它由嵌入可重构聚合物网络的可移动陶瓷晶体组成。该电解质能够以5.6 μm h ⁻¹ 的速度通过两步自修复过程自动修复空隙和裂缝。

所生成动态相图显示，这种材料可根据外部应变率在液态和固态之间切换。

电解质的流动性使其能够适应Li ⁰ 剥离过程中电极体积的变化。同时，电解质还能保持固态，具有很高的抗拉强度（0.28 MPa），有利于调节苔藓状 Li ⁰ 沉积。

通过同步辐射X射线和原位透射电子显微镜（TEM）研究了其化学性质和动力学。固态核磁共振（NMR）揭示了一个双相离子传导路径，以及通过稳定的聚合物-陶瓷界面的快速Li ⁺ 扩散。

该设计的电解质在Li ⁰ -Li ⁰ 电池中具有较长的循环寿命，在0.2 mA cm ^-2 条件下达到12000小时，在0.5 mA cm ^-2 条件下达到5000小时。