10月17日出版的《美国科学院院报》报道了清华大学化工系张强课题组在柔性复合固态电解质领域取得的新进展（An anion-immobilized composite electrolyte for dendrite-free lithium metal anodes, PNAS, 2017, 114, 42, 11069-11074, DOI: 10.1073/pnas.1708489114）。 

（A）在阴离子固定的柔性复合固态电解质中，锂离子均匀沉积；（B）在阴离子未被固定的常规电解质中，易生成枝晶。 

　　现阶段传统电池大多采用有机液态电解质，采用有机液态电解质的电池在高温下化学性质不稳定，可能造成电池短路。在冲击、过充等极端条件下易燃易爆，埋下安全隐患。因此，构筑电极、电解质均为固态材料的电池，是实现安全电池的终极目标。金属锂电极具有很高的理论容量，然而在充放电过程中易产生不均匀沉积，生成枝晶，给电池带来容量损失。采用金属锂电极与固态电解质的固态电池，是下一代安全、高能电池的极佳选择。 

　　为制造安全、高能的金属锂电池，化工系张强研究团队提出利用无机陶瓷材料与有机聚合物材料结合，构筑柔性复合固态电解质。利用阴离子固定的无机陶瓷材料（铝掺杂Li_6.75La₃Zr_1.75Ta_0.25O₁₂, LLZTO）与有机聚合物材料（PEO-LiTFSI）构筑柔性复合固态电解质（PEO-LiTFSI-LLZTO, PLL）膜，抑制金属锂负极枝晶生长。复合电解质中的阴离子（TFSI-）被聚合物基体和陶瓷填料束缚，形成了均匀分布的空间电荷层，进而引导锂离子均匀分布，实现金属锂的无枝晶沉积。锂盐中阴离子与锂离子的解离有助于降低聚合物结晶度，构建了快速、稳定的锂离子传输通道。作者表示，无机快离子导体的加入将拓宽聚合物电解质的电化学窗口，表现出很好的电解质-电极界面稳定性与电化学循环性能。该复合固态电解质膜在极高温度下提供屏障，阻隔正负极短路，提升电池循环效率与安全性。 

　　（来源：清华大学）