汪国秀院士领衔！四川大学/悉尼科大AM | 固态电解质中的梯度异质结用于快充无枝晶的固态锂金属电池！

背景：采用聚合物电解质和锂金属负极的固态电池被视为有前景的高能量密度储能系统，但其发展受限于聚合物电解质固有的低离子电导率和锂枝晶不可控生长的问题。研究目的：四川大学和悉尼科技大学的研究团队旨在设计一种新型复合固态电解质，通过引入梯度Li₂TiO₃/Li₄Ti₅O₁₂异质结填料，以同时增强离子电导率并抑制枝晶生长，从而开发快充、无枝晶的固态锂金属电池。结论：所设计的PTLT-H电解质通过异质结产生的内建电场促进了锂盐解离并形成了连续的离子通道，将室温离子电导率提升至0.83 mS cm⁻¹。梯度结构确保了均匀的Li⁺通量并增强了机械强度，有效抑制了枝晶。基于此的对称Li|Li电池表现出优异的循环稳定性，固态全电池在5C倍率下循环5000次后容量保持率高达94.6%。该研究证明了梯度内建电场工程是同时优化离子传输、界面稳定性和机械性能的有效策略，为实用化高稳定性固态电池提供了新途径。