立方石榴石(Li7La3Zr2O12, LLZO)锂硫电池在追求高能量密度方面表现出很大的希望。阴极中使用的硫丰富，价格低廉，具有很高的比容量。此外，LLZO与Li金属具有良好的化学稳定性;然而，硫阴极/LLZO界面的不稳定性会导致性能下降，从而限制了这些电池的发展。因此，解决这些界面挑战以实现稳定循环是至关重要的。在这里，创造了一种创新的凝胶聚合物缓冲层来稳定硫阴极/LLZO界面。采用薄双层LLZO(致密/多孔)结构作为固体电解质，并具有5.2 mg cm - 2的高硫负载，实现了稳定的循环，初始放电容量为1542 mAh g - 1(放电电流密度为0.87 mA cm - 2)，平均放电容量为1218 mAh g - 1(放电电流密度为1.74 mA cm - 2)，在室温(22°C)和无施加压力的情况下，在265次循环中保持80%的容量。在高硫负载下实现这种稳定性是潜在商用石榴石锂硫电池发展的重要一步。
图文简介
a)我们的电池结构示意图和b)双层LLZO上原位形成的GPE。c)纯LiFSI、1,3二氧氧烷(DOL)、聚合DOL(聚DOL)、1,2-二甲氧基乙烷(DME)和GPE的ATR-FTIR。(c) GPE中不同LiFSI浓度的EIS测量。频率范围为0.1 MHz至100 Hz，幅值为25 mV。
我们设计的GPE/双层Ta-LLZO的电化学性能测试。a) 1m GPE电池电压分布图。充电过程无法完成。b、c) 2、3 m GPE电池的循环性能。d) 2、3 m GPE电池的循环性能。(a-d)的放电和充电电流密度分别为0.87 mA cm - 2和0.435 mA cm - 2。e). 2和3 m GPE电池在放电电流密度为1.74 mA cm−2时的循环性能。f). 2 m GPE设计的容量可恢复性/ c -率性能范围从1.74 mA cm - 2到8.7 mA cm - 2，
循环后的SPAN阴极形貌。a、b)。在完全放电状态下，在2和3 m GPE情况下，施加的放电电流密度分别为0.87 mA cm - 2。c, d)。2米和3米GPE电池在充满电状态下循环后的SPAN阴极。e,f)分别为2 m和3 m GPE情况下，SPAN在充满电状态下循环后的TEM图像。
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