固态电解质（SSE）的开发和应用在锂金属电池（LMB）的发展中发挥着至关重要的作用。因此，寻找高性能、经济且易于制造的SSE已成为一种流行趋势。

在此，南京工业大学吴宇平、刘旭、刘丽丽等人探索了另一种将传统商业锂离子电池正极材料尖晶石型 LiMn2O4(LMO) 作为 SSE 的策略。具体而言，作者通过将LMO与聚偏二氟乙烯共混，并与顶部和底部两层聚乙烯（PE）薄膜相结合从而构建了PE/LMO/PE SSE。

结果显示，PE/LMO/PE SSE 表现出高离子电导率（35°C 时为 3.15 × 10−4 S cm−1）、低电子电导率（7.31 × 10−11 S cm−1）以及与锂金属负极、LiFePO4 和富镍 Li[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2 正极良好的界面接触和稳定性。

图1. SSLMB 在 35 °C 下的电化学性能

总之，该工作提出了一种隔离 LMO 中电子传输的替代策略，并在此基础上制备了 PE/LMO/PE SSE。结果显示，PE/LMO/PE SSE 表现出高离子电导率（35 °C 时为 3.15 × 10−4 S cm−1）、低 Ea（0.138 eV）和宽电化学窗口（＞4.5 V）。此外，顶部和底部的PE层以及中间的PVDF有效地将LMO与电子传导隔离，使得Li⁺能够通过PE层的聚合物孔并通过LMO相内的离子跳跃进行传输。

基于此，该电解质在 Li||Li、Li||Cu、Li||LFP 和 Li||NCM811 电池中均表现出优异的循环性能。因此，该工作为电化学活性正极材料LMO的应用提供了新的方向，同时为降低SSE的电子电导率提供了简单可行的解决方案。

图2. PE/LMO/PE SSE 的工作原理和特性

Another Way to Realize LiMn2O4 as a Solid Electrolyte， Advanced Functional Materials 2024 DOI: 10.1002/adfm.202421179