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  近日，斯坦福大學的崔屹教授和浙江工業大學的陶新永教授等人通過一步Pechini溶膠-凝膠法將Al3+/Nb5+共摻雜立方Li7La3Zr2O12（LLZO）納米顆粒和LLZO納米顆粒修飾的多孔碳泡沫（LLZO@C）進行了合成。與無填料樣品相比，LLZO納米顆粒填充的聚（環氧乙烷）電解質展現出良好的電導率。基于LLZO@C的硫復合正極可以在人體溫度37℃具有>900 mAh g–1的容量，在50和70℃下分別具有1210和1556mAh g-1的高容量。

基于LLZO納米結構的全固態Li-S電池的示意圖

使用LLZO@C基體和PEO粘合劑構建S正極旨在降低S與離子/電子傳導基體之間的界面電阻

通過一步Pechini溶膠-凝膠法合成的LLZO@C的形貌和顯微組織

（a-c）LLZO @ C樣品的SEM圖像；（d-h）LLZO@C樣品的TEM圖像；（f，h）分別是e中對應于區域A和B的HRTEM圖像；（g）碳泡沫的HRTEM圖像；（i）h中對應于HRTEM圖像的FFT圖案

LLZO@C樣品的TEM圖像和元素映射

（a）LLZO@C的低倍率TEM圖像；（b）a中由紅色箭頭表示的相應顆粒的高倍率TEM圖像；（c-h）C，O，La，Zr，Al和Nb的元素圖

LLZO與Li金屬負極穩定性的原位TEM研究

（a）在與Li金屬負極（右）接觸之前，LLZO涂覆的Cu電極（左）的TEM圖像；（b）與Li負極接觸的LLZO的TEM圖像；（c-f）Li運輸時間分別為為5,15,30和60分鐘的形態演化的STEM圖像；（g）從Li金屬負極脫離的LLZO涂覆的Cu電極的TEM圖像；（h）分離后LLZO納米粒子的TEM圖像；（i）在h中LLZO納米顆粒表面的相應HRTEM圖像

LLZO-PEO-LiClO4電解質和固態Li-S電池的電化學性能

（a）具有不同LLZO濃度的納米復合材料LLZO-PEO-LiClO4的導電性；（b）在37℃下具有0.05mA cm-2的固化密度的S@LLZO@C正極的第1，第20和第80個循環的典型充電/放電曲線；（c）在50℃下具有0.1mA cm-2的S@LLZO@C和S@C正極的典型充電/放電曲線；（d）在37℃下電流密度為0.05mA cm-2的S@LLZO@C陰極的循環性能和庫侖效率

  通過簡便的一步Pechini溶膠-凝膠法，已經成功地制備了Al3+/Nb5+ 摻雜的立方LLZO和LLZO@C納米結構，經過優化后，在20和40℃下，具有15wt％LLZO的PEO-LiClO 4聚合物電解質分別顯示9.5×10-6和1.1×10-4 S cm-1的高電導率。使用LLZO @ C納米結構作為基體加載S，固態Li-S電池在人體溫度37℃下展示出超過900mAh g-1的比容量。這些固態電極和電解質的合理設計策略將為下一代儲能開辟新途徑。

  論文鏈接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.7b00221