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界面工程與復合電解質的綜合方法對于鋰金屬電池（LMB）的市場應用至關重要。

近日，北京科技大學Li-Zhen Fan設計了一種22 μm薄膜型聚合物/Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂（LLZTO）復合固態電解質（LPCE），它結合了快速離子傳導和穩定的界面演變，提高了鋰金屬界面穩定性和循環性能。

文章要點

1）三乙二醇二甲醚（TGDE）和陰離子形成的醚基分子配位基團/簇促進了Li⁺在聚合物鏈段之間的移動。這些特定的配位簇顯著“限制”了陰離子和Li⁺之間的相互作用，誘導陰離子跟隨簇到達鋰金屬并優先參與固體電解質界面（SEI）衍生化。

2）富含無機鹽的梯度SEI調節Li⁺沉積并抑制不受控制的枝晶生長，實現鋰對稱電池在0.2 mA cm^?2下穩定循環超過2000小時。此外，Li||NCM811電池在0.1C倍率下表現出194.5 mAh g^?1的初始放電容量，經過500次循環后容量保持率仍超過90％。

這項工作證明了域限制離子團簇在離子傳輸和界面演化中的重要性，為固態LMBs提供了前景。

參考文獻

Chao Wang, et al, High-Performance Solid-State Lithium Metal Batteries of Garnet/Polymer Composite ThinFilm Electrolyte with Domain-Limited Ion Transport Pathways, ACS Nano, 2024

DOI: 10.1021/acsnano.4c11205

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c11205