康卫民/刘瑞平/李玉涛EEM：具有丰富表面氧空位的CeO2纳米线可实现复合聚合物电解质中的快速锂离子传导

低成本和柔性的固体聚合物电解质在具有高能量密度和安全性的全固态锂金属电池中很有前景。然而，这些电解质的低室温离子电导率和小的Li⁺迁移数显著增加了电池的内阻和过电位。

在此，天津工业大学康卫民教授、中国矿业大学刘瑞平教授及美国德克萨斯大学奥斯汀分校李玉涛博士等人将具有大表面积和丰富表面氧空位的Gd掺杂 CeO₂ (GDC) 纳米线引入聚合物电解质，以增加GDC纳米线与聚合物电解质之间的相互作用，以促进锂盐离解并增加复合聚合物电解质中移动锂离子的浓度。

图1. GDC纳米线及聚合物电解质的表征

优化后的复合聚合物电解质在30°C下具有5×10^-4 S cm^-1的高锂离子电导率和 0.47的大锂离子迁移数。

具有复合聚合物电解质的固态Li/Li对称电池在60 °C、高达1.2 mA cm^-2的电流密度时表现出优异的循环稳定性，证实了复合电解质与金属锂负极的良好界面相容性。此外固态Li/LiFePO₄和Li/NMC电池也表现出良好的循环稳定性和高库仑效率。

图2. 固态Li-Li对称电池的电化学性能

图3. 固态Li/LiFePO₄和Li/NMC电池的电化学性能

Optimized CeO₂ nanowires with rich surface oxygen vacancies enable fast Li-ion conduction in composite polymer electrolytes, Energy & Environmental Materials 2021. DOI: 10.1002/eem2.12272

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康卫民/刘瑞平/李玉涛EEM：具有丰富表面氧空位的CeO2纳米线可实现复合聚合物电解质中的快速锂离子传导

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