固态电解质（SSE）对于高能量密度锂金属电池至关重要，但它们通常存在锂离子传输动力学缓慢和机械强度低的问题，严重阻碍了全固态电池的应用。

在这里，北京航空航天大学Zhiguo Du，Shubin Yang开发了一种二维（2D）高熵锂离子导体，即含锂过渡金属磷硫化物，HELi_xMPS₃（Lix（Fe_1/5Co_1/5Ni_1/5Mn_1/5Zn_1/5）PS3），具有五个过渡金属原子锂离子（Li⁺）分散到[P₂S₆]²⁻骨架层中，表现出高晶格畸变和大量阳离子空位。

文章要点

1）这种独特的功能能够有效加速二维[P₂S₆]²⁻层间中Li⁺的迁移，在室温下提供5×10⁻⁴ S cm⁻¹的高离子电导率。此外，HE-Li_xMPS₃层压板可用作构建块，基于HE-Li_xMPS₃和丁腈橡胶之间的强CS键构建超薄SSE薄膜（~10μm）。

2）SSE薄膜具有很强的机械强度（6.0 MPa，310%伸长率）和4×10⁻⁴ S cm⁻¹的高离子电导率，在锂对称电池中表现出800小时的长循环稳定性。与LiFePO₄正极和锂负极相结合，全固态电池在5.0 C下2000次循环内呈现出高达99.8%的库伦效率。

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Qi Zhao, et al, High-Entropy Laminates with High Ion Conductivities for High Power All Solid-State Lithium Metal Batteries, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c04279

https://doi.org/10.1021/jacs.3c04279