本网讯（化学化工学院侯之国）近日，我校化学化工学院侯之国博士与东方理工大学（暂名）李晓娜教授合作，提出纳米片填料多元分布的策略，研究了一种各向异性的聚合物/无机复合固态电解质，有效改善了室温离子传导和固体电解质界面（SEI），最终实现固态锂金属电池的稳定循环。相关研究成果以“Multivariate Distribution Structured Anisotropic Inorganic Polymer Composite Electrolyte for Long-Cycle and High-Energy All-Solid-State Lithium Metal Batteries”为题发表在化学领域国际顶级期刊Angewandte Chemie International Edition（DOI：10.1002/anie.202423227）。安徽大学硕士研究生杨子强为论文第一作者，侯之国博士和东方理工大学李晓娜教授为共同通讯作者，安徽大学为第一通讯单位。
具有高能量密度和高安全性的固态锂金属电池是极具潜力的下一代电池体系，PVDF基固态电解质拥有良好的机械性能和较高的电化学稳定窗口而备受关注。然而，其离子电导率不足导致室温容量较低，高含量溶剂残留和低杨氏模量会造成副反应的持续发生和锂枝晶的生长，进而导致电池性能迅速恶化。针对此问题，复合固态电解质基质中的VS纳米片可以促进锂盐的解离形成快速的Li+传输通道，并限制阴离子FSI-的迁移；另外一部分由于高温热压分布在固态电解质表面的VS能够诱导锂金属表面形成高模量且稳定的富含LiF和Li2SiO3的SEI层，这种各向异性的结构设计为高性能固态电解质的开发提供新颖的思路。除此之外，VS的存在削弱了Li+和DMF溶剂之间的相互作用，使体系中溶剂残留量更低，促进Li+的弱溶剂化传输，在低溶剂残留的情况下，发挥出优异的离子传输性且限制副反应的发生。该研究有助于推动聚合物全固态锂电池的产业化。
图1. 各向异性复合固态电解质在Li+传导及界面稳定性方面展现优越性