纺织科学与工程学院（国际丝绸学院）硕士生潘鹏等在国际知名期刊《Energy Storage Materials》发表研究论文

近日，纺织科学与工程学院（国际丝绸学院）轻化工程系硕士生潘鹏和张萌萌同学作为共同一作，在国际知名期刊《Energy Storage Materials》（IF = 17.789）上发表题为《Garnet Ceramic Fabric-Reinforced Flexible Composite Solid Electrolyte Derived from Silk Template for Safe and Long-term Stable All-Solid-State Lithium Metal Batteries》的研究论文（DOI: 10.1016/j.ensm.2022.02.018）。纺织（丝绸）学院胡毅教授为论文第一通讯作者，美国特拉华大学Kun (Kelvin) Fu教授为第二通讯作者，浙江理工大学为第一完成单位。

该工作充分结合蚕丝蛋白对金属离子良好的吸附性能，展示了一种简单且可扩展的方法。以蚕丝织物为模板制备由 Li7La3Zr2O12 (LLZO) 陶瓷织物组成的固态电解质，形成三明治结构的石榴石 LLZO 陶瓷织物复合固态电解质 (LLZO CF-CSE)。LLZO陶瓷织物完全保留了原蚕丝织物的形态和结构，提供了3D连续的快速离子传导路径。LLZO陶瓷织物的多孔结构有利于PEO-LiTFSI溶液渗透到陶瓷织物框架中，形成连续的陶瓷/聚合物界面。

LLZO CF-CSE高陶瓷填料含量（70 wt%）提高了 CSE 的整体离子电导率，并增强了电解质的热稳定性和电化学稳定性（5.1 V的宽电化学窗口）。使用LLZO CF-CSE组装的锂对称电池可在50℃下稳定循环700小时不短路。基于 LiFePO4正极的全固态锂金属电池在50°C下仍具有高可逆容量和出色的循环稳定性，即在0.2 C下循环100次后容量为149.3 mAh g-1，在1 C下循环 500 次后容量为107.2 mAh g-1。此工作为设计具有独特结构的陶瓷电解质用于高能量、安全和长期稳定的全固态锂金属电池提供了一种新的策略，归属于纺织和电化学交叉融合创新领域成果。

相关研究工作受到浙江理工大学基本科研业务费“科研发展专项”项目资助（2020Y001）。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.02.018