三维LLZO-PAN超薄复合固态电解质膜

超薄16μm，界面阻抗15.6Ω

通过纳米纤维限域构建连续锂离子传导通路，同时实现超薄厚度、高离子电导率和优异界面接触

Xiaoxue, Zhao · 王超 · Xiaomeng, Fan · 黎阳 · Dabing, Li · 张延玲 · 范丽珍

InfoMat 2025

具体参数

离子电导率

{'zh': '2.9e-4', 'en': '2.9e-4'} S cm⁻¹

厚度

{'zh': '16', 'en': '16'} μm

界面阻抗

{'zh': '15.6', 'en': '15.6'} Ω

锂对称电池循环寿命

{'zh': '1500', 'en': '1500'} h

全电池循环寿命

{'zh': '200', 'en': '200'} cycles

软包电池能量密度

{'zh': '345.8', 'en': '345.8'} Wh kg⁻¹

技术优势

连续锂离子通路

纳米纤维限域使LLZO颗粒沿纤维定向排列，形成贯穿膜厚方向的连续离子传导通路，离子电导率达2.9×10⁻⁴ S cm⁻¹。

界面阻抗低至15.6 Ω

一体化静电纺丝工艺在正极与电解质之间构建了紧密物理接触，界面阻抗仅为15.6 Ω，显著降低了界面锂离子传输阻力。

超薄16 μm

通过静电纺丝制备的纳米纤维增强膜厚度仅16 μm，有利于提升电池能量密度。

软包电池345.8 Wh kg⁻¹

采用NCM811正极和锂金属负极的软包电池实现了345.8 Wh kg⁻¹的超高能量密度，并展示出安全性能。

应用场景

• 高镍正极固态电池：超薄电解质膜与低界面阻抗匹配高电压NCM811正极，实现稳定循环。
• 复合固态电解质：通过纳米纤维限域构建连续陶瓷相，兼顾高离子电导与界面稳定性。
• 锂金属负极保护：稳定SEI层抑制锂枝晶，0.2 mA cm⁻²下对称电池稳定循环1500小时。
• 高比能软包电池：超薄16 μm膜结合NCM811实现345.8 Wh kg⁻¹软包电池演示。
• 固态储能器件：一体化制造工艺可直接集成电极-电解质，简化固态器件组装。