这种混合固体电解质可以抑制锂枝晶| |NSR
锂氧电池具有非常高的理论能量密度。然而，常规锂氧电池中使用的有机电解质热安全性差，不能阻止枝晶生长，存在很大的安全隐患。
近年来，人们试图使用混合固体电解质来提高锂氧电池的离子电导率。那么，HSE能同时抑制枝晶吗？什么样的HSE抑制枝晶的能力极佳？
中国科学院长春应用化学研究所张新波研究员等在设计了一种具备核@壳结构的HSE，实现了无枝晶锂沉积，大幅度延长了锂氧气电池的寿命。《国家科学评论》(国家科学评论，NSR)发表论文
作者用简单的刮刀法制备了纳米尺寸的Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3（LAGP）核在5 nm厚度的聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）基凝胶电解质壳包裹的健康安全环保，健康安全环保示意图如图1所示。
图1核壳结构健康安全环保示意图
超薄柔性壳可以在不影响锂金属附近的锂分布的情况下提供核和锂金属之间的软接触，并且可以抑制由和锂金属之间的直接接触引起的Ge4还原。大量纳米尺寸的芯可确保整个锂金属表面与其紧密接触，从而提供均匀的锂分布和高杨氏模量。
为了研究核壳结构在锂沉积中的作用，作者制备了三种不同的电解质：具有微米级LAGP核的混合固体电解质、具有较少数量的纳米LAGP核的混合固体电解质和无核的聚偏氟乙烯-HFP基凝胶电解质。
图2显示了在原位光学显微镜下观察到的不同电解质对锂金属沉积的保护作用。随着沉积时间的增加：
在未受保护的锂片表面(裸锂)，锂枝晶成核并快速生长。
锂枝晶也在受健康、安全和环境-1、健康、安全和环境-2和GPE保护的锂片上观察到。
在健康安全环保保护的锂片上，整个沉积过程从头到尾没有形成枝晶。
这些现象表明，只有含有大量纳米核的核@壳结构HSE才能实现无枝晶锂沉积.
图2沉积过程中不同电解质保护的锂金属的光学显微镜照片
最后，作者还证实了在半固态锂氧电池中使用健康安全环保保护的锂金属作为负极，可以有效缓解锂金属的枝晶和腐蚀，避免超电势的快速增加，大大延长半固态锂氧电池的寿命(图3)。
图3 (a)不同电解质组装的半固态锂氧电池的循环寿命和(b-d)充放电曲线。半固态锂氧电池中不同电解质保护的锂负极40次循环后的(e-h)表面形貌图和(i)XRD图谱。半固态锂氧电池40次循环前后健康、安全和环境的XRD图谱
此外，经过简单的离子导体材料替换，该核@壳结构的HSE也有望应用于其他金属空气电池中。