前所未有！0.001 S/cm！北京理工大学/北京林业大学，联手发表AM！

固态锂(Li)金属电池(SSLMB)因其高能量密度和固有安全性的潜力而备受关注。然而，固态电解质的低离子电导率阻碍了它们的广泛发展。固体聚合物电解质(SPE)因其出色的柔韧性、可加工性和保形界面接触而备受关注。

在此，北京理工大学黄佳琦、袁洪，北京林业大学刘佳等人报道了一种新颖的富锂传输机制。该机制可实现复合固态电解质中的超快锂离子传导。这种高导电性电解质是通过将A位阳离子缺陷的(La_0.7Sr_0.3)_0.97TiO₃(LSTO)电介质纳米填料掺入聚（偏氟乙烯-六氟丙烯）（PVDF-HFP）基质（称为PLSTO）中制备而成的。

研究显示，锂离子在带负电的阳离子缺陷上的强烈吸附有效地将锂离子集中在LSTO表面，从而形成富锂渗透层。这些富锂层相互连接以创建具有高载流子浓度的连续传输路径，从而实现复合固态电解质中的超快锂离子传输。此外，阳离子缺陷的存在导致LSTO极化机制从离子位移极化转变为缺陷偶极极化，显著提高其介电常数并促进锂盐的解离。

基于此，所得的PLSTO电解质表现出前所未有的室温离子电导率，接近1×10⁻³ S cm^-1。PLSTO电解质增强的介电性能还确保了均匀的表面电位分布，从而有利于锂的均匀沉积。采用PLSTO电解质的Li||LiNi_0.8Co_0.1Mo_0.1O₂(NCM811)全电池的放电比容量高达187.4 mAh g^-1，并且在200次以上循环中保持稳定的循环性能，容量保持率为70.7%。

图1. 电解质膜的性能和表征

总之，该工作成功开发出了一种高导电性复合电解质，该机制是通过将阳离子缺陷的LSTO纳米填料掺入PVDF-HFP基质中制备而成的。阳离子缺陷的存在诱导晶体极化机制从离子位移极化转变为缺陷偶极极化，显著改善了PLSTO电解质的介电性能并促进了锂盐的解离。带负电的阳离子空位吸引带正电的锂离子，导致锂离子在LSTO表面浓度富集。更重要的是，这些富锂渗透层是相互连接的，形成连续的渗透网络，实现超快锂离子传输。

此外，LSTO的介电特性可产生内置电场，从而减轻空间电荷效应并促进均匀的锂沉积。PLSTO电解质表现出对锂枝晶穿透的高耐受性，临界电流密度增强至1.9 mA cm^-2。采用PLSTO电解质的Li||LFP全电池表现出更好的倍率性能和循环稳定性。因此，该工作通过利用超快富锂渗透网络为复合固体电解质的设计提供了宝贵的见解，有助于SSLMB的开发。

图2. 全电池的电化学性能

Ultrafast Li‐Rich Transport in Composite Solid‐State Electrolytes, Advanced Materials 2025 DOI: 10.1002/adma.202419782