高熵掺杂石榴石固态电解质

空气暴露一月电导率保持89%

通过高熵策略在Zr位共掺杂Hf、Sn、Nb、Ta，显著抑制了石榴石电解质在空气中的碳酸锂污染层形成，同时提升了本征离子电导率。

Yang, Li · Shaoxiong, Han · Jiang, You · 王晓敏 · 赵鹏 · 王永祯

Journal of Energy Storage 2025

具体参数

室温离子电导率

{'zh': '4.12 × 10⁻⁴', 'en': '4.12 × 10⁻⁴'} S/cm

空气暴露一月后离子电导率

{'zh': '3.67 × 10⁻⁴', 'en': '3.67 × 10⁻⁴'} S/cm

空气暴露一月电导保持率

{'zh': '89', 'en': '89'} %

锂对称电池稳定循环时长

{'zh': '2000', 'en': '2000'} h

临界电流密度

{'zh': '1.78', 'en': '1.78'} mA/cm²

技术优势

空气里放不坏

高熵掺杂显著抑制了表面碳酸锂污染层的生成，一月后电导率仅衰减11%。

电导率够高

室温离子电导率达4.12×10⁻⁴ S/cm，满足固态电池运行要求。

与锂金属长期兼容

锂对称电池稳定循环超过2000小时，且临界电流密度高达1.78 mA/cm²。

应用场景

• 固态电池电解质：替代液态电解质，从源头消除漏液、燃烧风险，并兼容锂金属负极。
• 锂金属负极保护：抑制锂枝晶与界面反应，使锂对称电池稳定运行超2000 h。
• 高电压正极匹配：宽电化学窗口允许匹配高电压正极，提升全电池能量密度。
• 储能系统安全：固态电解质本征不可燃，结合高空气稳定性，提升储能系统安全性。