氧化物陶瓷電解質 (OCE) 在固態鋰金屬 (Li0) 電池應用方面具有巨大潛力，因為理論上它們的高彈性模量可以更好地抵抗 Li0 枝晶生長。然而在實踐中，OCE 幾乎無法承受高于 1 mA/cm2 的臨界電流密度。導致 OCE 擊穿的關鍵問題包括晶界 (GB) 促進的 Li0 滲透、電極-OCE 界面處不受控制的副反應，以及同樣重要的缺陷演變（例如空隙生長和裂紋擴展）導致 OCE 內部和表面的局部電流集中和機械故障。
在這里，加州大學歐文分校Huolin L. Xin利用具有非共價 –CH3?CF3 鍵的動態交聯非質子聚合物，通過將聚合物框架與離子導電陶瓷混合而開發出一種塑性陶瓷電解質 (PCE)。
文章要點
1）利用原位同步加速器 X 射線技術和低溫透射電子顯微鏡 (Cryo-TEM)，發現 PCE 通過兩步動態缺陷去除機制表現出自修復/修復能力。
2）這顯著抑制了 Li0 滲透和化學機械降解的熱點的產生，導致 1 mA/cm2 下 Li0-Li0 電池的耐久性超過 2000 小時。
3）通過在 PCE 和 Li0-陽極之間引入聚丙烯酸酯緩沖層，在與 4.2 V 零應變陰極配對時實現了 >3600 次的長循環壽命，所有這些都在接近零的堆棧壓力下進行。
參考文獻
He, Y., Wang, C., Zhang, R. et al. A self-healing plastic ceramic electrolyte by an aprotic dynamic polymer network for lithium metal batteries. Nat Commun 15, 10015 (2024).
DOI：10.1038/s41467-024-53869-z
https://doi.org/10.1038/s41467-024-53869-z
