基于聚氧化乙烯（PEO）的固体聚合物电解质（SPE）在锂金属电池中极具应用前景。然而，PEO基SPE的实际应用受到其低临界电流密度（CCD）的阻碍，这是由枝晶生长引起的。近日，浙江大学Lu Yingying提出了一种基于PEO的SPE，其表现出超高CCD（4 mA cm⁻²），并通过掺入少量P₂S₅（PS）增强了锂离子导电性。

本文要点：

1) 作者通过冷冻电子显微镜（cryo-EM）和飞秒二次离子质谱（TOF-SIMS）揭示了富含Li₂O和P/S的结晶固体电解质界面（SEI），它抑制了枝晶生长以及SPE与还原性锂之间的不良反应，从而实现了无枝晶的锂金属阳极。

2) 因此，通过利用PS集成SPE，Li-Li对称电池在运行过程中具有降低的电阻，并且能够在0.5 mA cm⁻²和0.5 mAh cm⁻²下实现超过200小时的稳定循环。此外，含有50µm Li和30µm PEO电解质的Li/SPE/LiFePO₄（LFP）软包电池经过100次循环后具有80%的容量保持率。

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Jiahui Zhang et.al Construction of Stable Li₂O-Rich Solid Electrolyte Interphase for Practical PEO-Based Li-Metal Batteries Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202302587

https://doi.org/10.1002/aenm.202302587