DOI: 10.1016/j.jechem.2021.02.023

由于液态锂离子电池（LIBs）存在安全性问题且能量密度较低，全固态锂金属电池（ASLMBs）因其具有独特的全固态电解质（SEs）而受到广泛关注。SEs在抑制锂枝晶生长、长循环寿命和宽工作温度范围等方面具有突出的优势，在电子器件、电动汽车、智能电网和生物医学设备中显示出巨大的应用潜力。但是，SEs的锂离子电导率低且机械完整性差，这阻碍了ASLMBs的实际应用。纳米结构工程可以有效地调整SEs的结构和组成，改善锂离子的导电性和机械完整性。在现有的各种纳米结构工程技术中，静电纺丝因其操作简单、成本低廉以及与不同组分的有效集成而成为一种很有前途的技术。在这篇综述中，研究者首先对静电纺丝工艺进行了简单的描述。然后，总结了静电纺丝技术在各种SEs合成中的应用，例如有机纳米纤维基质、有机/无机纳米纤维基质以及结合其他组分的无机纳米纤维基质等。本文还介绍了静电纺丝技术在SEs体系结构方面的研究进展，为高性能ASLMBs的设计提供了参考和新的思路。最后，作者就静电纺丝构建ASLMBs用新型SEs的发展前景和未来挑战陈述了自己的观点。

图1.（a）全固态锂金属电池（ASLMBs）的配置图，及其（b）应用。

图2.SEs的分类图。

图3.（a）典型静电纺丝设备的示意图。通过不同收集器收集的电纺纳米纤维：（b）平板收集器，（c）滚筒收集器，和（d）平行框架收集器。

图4.不同电纺纳米纤维的合成。（a）合成无规纳米纤维的静电纺丝装置，以及LLZO纳米纤维和Zn-TiO2纳米纤维的SEM图像。（b）利用位于铝棒上的收集器平行板实现纳米纤维的静电纺丝，以及定向纳米纤维的SEM图像。（c）多孔纳米纤维的形成和SEM图像。

图5.单组分电纺聚合物基体的合成。（a）通过静电纺丝和溶液浇铸两步法合成CSE，以及PI/Li6PS[Cl，Br]CSE、PVDF/OIPCs-LiFSI CSE和PVDF/PDADMA NTf2-LiFSI CSE的图像说明。（b）一步法合成CSE，以及SN/PEO-LBF4 CSE的图像说明。

图6.双组分电纺聚合物基体的合成。（a）双组分聚合物基体CSE的两种制备方法。（b）PAN/PDMS/PEO-LiTFSI CSE的图像说明。（c）EC/MWCNT/PEO-LiClO4和EC/GO/PEO-LiClO4 CSE的SEM图像，以及含不同填料的CSEs的Arrhenius图。

图7.含聚合物的电纺无机-有机基质的合成。（a）LATP-PAN/PEO-LiTFSI CSE的制备过程示意图和图像说明，以及所制备的具有不同LATP浓度的CSE的Arrhenius图。（b）LFP-PAN/SN-LiTFSII CSE的制备过程示意图和图像说明。

图8.含聚合物的电纺无规陶瓷基体的合成。（a）结合聚合物和陶瓷基体的CSE的静电纺丝工艺，以及SiO2/PEO-LiTFSI CSE，LLTO/PAN-LiClO4 CSE和LLTO/PVDF-LiTFSI CSE的图像说明。（b）一种三明治结构PEO|LLTO/PEO-LiTFSI|PEO CSE的图像说明。

图9.含聚合物的电纺陶瓷基体的合成。（a）纳米颗粒、无规纳米纤维、定向纳米纤维和多孔纳米纤维中Li+传输途径的比较。（b）石英基板内Pt电极的示意图，定向LLTO/PAN-LiClO4 CSE的图像说明，以及不同PAN-LiClO4基CSE在30℃下的Arrhenius图。（c）多孔SiO2-Li2SO4纳米纤维基质的形成和SiO2-Li2SO4/PEO-LiTFSI CSE的图像说明。