界面整合对于在高质量负载下实现快速锂离子运输和转化至关重要,并且是构建高能量密度准固态锂金属电池(QSSLMBs)的关键策略。然而,在循环过程中,电极界面处的锂沉积往往会产生显著的机械应力,导致界面分层、阻抗增加以及电池快速失效。
在此,我们通过将凝胶电解质整合到三维中空MXene/Li骨架中,设计了一种混合离子-电子导电复合负极。这一结构能够在引导锂均匀沉积到内部空腔的同时,通过亲锂位点和弯曲孔几何形状动态容纳体积变化,有效抑制枝晶生长和界面应力。由此形成的一体化QSSLMB在对称电池中实现超过1750小时的循环寿命,并在LiFePO4全电池中以1 C循环1000次后仍保持72.6%的容量。
当与高负载LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2正极(31.5 mg cm–2)配对时,单层和预计13层的软包电池可实现392 Wh kg–1和561 Wh kg–1的能量密度,展示了其在耐用高能量QSSLMBs中的潜力。