4月12日，日本東京都立大學（Tokyo Metropolitan University）公開了一種全新實用的方法，可以在室溫下批量生產厚度為75μm的柔性鋁摻雜LLZO（AL-LLZO）陶瓷基固態電解質。據公布數據，這種片狀電解質在25℃下的離子導電率接近1.0×10^-4Scm^-1，可以使鋰金屬電池在30℃和60℃下工作，寬溫域下的機械穩定和易加工性使得這種柔性鋰鑭鋯氧復合材料擁有巨大潛力。

圖片來源：東京都立大學

由于鋰電池對容量和安全性的追求，于是鋰金屬負極和固態電解質成為熱點研究方向（比如，鋰陽極理論容量遠高于石墨陽極，但液基電池中鋰枝晶生長會導致電池短路并引發火災和爆炸）。固態無機電解質中，石榴石型陶瓷鋰鑭鋯氧（Li₇La₃Zr₂O₁₂）因其高離子導電性和鋰相容性而被廣泛認可，但這種高密度陶瓷電解質致密燒結需要1200℃，這不利于大規模生產，并且耗時費能。此外，這種脆性材料還會導致電極接觸不良的情況，界面電阻大限制了它的應用。

此次成果其實是研究人員將石榴石型陶瓷、聚合物等有機材料粘合劑、離子導電液體相結合，并制備出準固態片狀電解質。具體是將LLZO陶瓷漿料澆鑄在聚合物基底上，在真空烘箱中干燥后，將厚度為75μm的片狀電解質浸泡在離子溶液中提高其導電性（離子溶液填補片材內部間隙，橋接LLZO顆粒，形成鋰離子通道，有效降低界面電阻），整個過程在室溫下進行。

論文信息：

“Ceramic-Based Flexible Sheet Electrolyte for Li Batteries” ACS Applied Materials & Interfaces 12 (9), 10382-10388 doi: 10.1021/acsami.9b21251

粉體圈 編譯：YUXI