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近日，鄭州大學化工學院王景濤教授課題組在新型固態電解質構筑及應用領域取得新進展，相關成果以題為“Preparing two-dimensional ordered Li_0.33La_0.557TiO₃crystal in interlayer channel of thin laminar inorganic solid-state electrolyte towards ultrafast Li⁺transfer”的論文發表在國際權威期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。碩士研究生呂睿鑫為論文第一作者，武文佳博士和王景濤教授為共同通訊作者，鄭州大學為唯一通訊單位。

全固態鋰電池是鋰電池發展的重要方向，而研發高性能固態電解質是應用推廣的關鍵和難點。目前廣泛研究的無機快離子導體（如LLTO），具有高體相離子傳導率、寬電化學穩定窗口等優勢。然而，傳統方法制備的無機固態電解質由于晶體的無序生長和排布，晶體間通常存在大的結構缺陷，嚴重制約其離子傳導優勢的發揮（不足體相傳導率的10%）。此外，傳統固態電解質需較大厚度(>200微米)以滿足機械強度需要，這制約了全固態鋰電池的能量密度。

作者設計具有規整層間通道的二維層狀薄膜，通過限域效應控制LLTO晶體在層間的生長方向和排布，制備出15微米厚且無缺陷的層狀無機固態電解質。較開放空間生長的LLTO晶體，層間通道的限域效應使得LLTO晶體展現出了二維、大尺寸、有序排布、無晶界缺陷的特征。通過控制晶體取向使得LLTO晶體實現超低阻力傳遞，賦予電解質超高離子傳導特性。同時，LLTO晶體與層狀膜框架間的共價作用使得該薄型電解質具有優良的機械性能。最終，該無機固態電解質在全固態鋰電池中表現出優異的性能。該工作為開發新一代薄型無機固態電解質及實現其在全固態鋰電池中的應用提供了新思路，也為無機快離子導體結構與性能高效調控提供了新途徑。

該工作得到了國家自然科學基金、中國博士后科學基金和鄭州大學杰出青年團隊等項目的資助。

全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202114220