近期，中國科研團隊在《自然納米技術》期刊上發布了一項關于柔性復合固態電解質的研究成果。該電解質采用層狀結構設計，能夠在無需外部壓力的情況下，實現類似液態電解質的離子電導率，為全固態鋰電池的簡化設計提供了新路徑。
固態電解質因其替代易燃液體電解質，被視為構建更安全、高能量密度電池的關鍵組件。然而，傳統高電導率固體材料往往存在脆性，需要高堆疊壓力來維持電池組件間的接觸，增加了系統復雜性和成本。新開發的層狀電解質通過將離子傳導與機械柔性功能分離，有效解決了這一難題。
該電解質由垂直對齊的LixMyPS3(LiMPS，M為Cd或Mn)無機納米片層與聚環氧乙烷聚合物層交替排列組成。無機層創建了連續的超離子通道，而聚合物層則提供柔性，幫助保持電極緊密接觸。在測試中，PA-LiCdPS/PEO版本在25°C下達到10.2 mS cm-1的離子電導率，與液體電解質相當;PA-LiMnPS/PEO版本在相同條件下為6.1 mS cm-1，顯示該結構適用于不同化學體系。
除了高電導率，該材料還展現出優異的機械柔性，允許電池單元在循環過程中適應電極體積變化，無需大的外部壓力。使用PA-LiCdPS/PEO的紐扣電池在堆疊壓力低于0.5 MPa下運行，經過600次循環后容量保持率達92%;軟包電池在低于0.1 MPa壓力下也能穩定工作，簡化了制造過程，有利于規?；a。
研究人員還解決了硫化物基電解質的空氣敏感性問題。傳統材料在潮濕空氣中易降解并釋放硫化氫氣體，而新電解質在暴露七天后仍保持高電導率，硫化氫釋放可忽略不計。通過仿生柔性框架構建連續超離子通道，該設計實現了高離子電導率與機械順應性的共存，避免了屬性間的權衡。
如果未來可擴展，這一方法有望推動固態電池在電動汽車和電網存儲等領域的實際應用，滿足對安全性、耐久性和簡化組裝的需求。層狀固態電解質的開發標志著電池技術向高性能、低成本方向邁出了重要一步。
