固体聚合物电解质作为固态锂金属电池的关键组成部分，展现出大规模可加工性和高安全性相结合的诱人前景。然而，仍存在诸多挑战，包括有限的离子传输能力和不稳定的固体电解质界面，以及锂枝晶生长难以控制，这些问题导致离子电导率不尽如人意。
基于此，2025年3月23日，清华大学深圳国际研究生院周光敏、朱雁飞、深圳大学杨金龙等人在国际知名期刊Advanced Materials发表题为《Creating Vacancy Strong Interaction to Enable Homogeneous High-Throughput Ion Transport for Efficient Solid-State Lithium Batteries》的研究论文。
为解决这些问题，作者通过将富含硫空位（SVs）的钨硫化物引入聚偏二氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）基复合聚合物电解质（CPEs）中，开发出了一种高通量锂离子传输通道。
在CPEs中，SVs的强相互作用通过增强锂盐的解离，并有效与聚合物链形成丰富界面以减少内部空隙的形成，促进了锂离子的均匀高通量传输（在25°C时离子电导率达到1.9×10⁻³ S cm⁻¹）。
此外，SVs能够限制FSI⁻阴离子的活动，而由硫原子诱导的富电子环境则促进了双（三氟甲磺酰基）酰亚胺阴离子的优先分解，从而确保锂的均匀沉积。
这促进了锂金属负极上无机纳米晶体的形成，并有效抑制了枝晶生长，使得锂对称电池（Li||Li）的超长寿命超过5500小时。当与硫化聚丙烯腈正极配对时，实现了0.524安时的软包电池容量，证明了均匀、高通量锂离子传输机制的有效性。
Creating Vacancy Strong Interaction to Enable Homogeneous High-Throughput Ion Transport for Efficient Solid-State Lithium Batteries, Advanced Materials, 2025.https://doi.org/10.1002/adma.202419271
