全固态锂金属电池（ASSLMBs）在开发下一代高安全性、高能量密度锂电池方面前景广阔，但仍面临着锂枝晶生长和厚度的挑战。

近期，西安交通大学丁书江教授&胡小飞教授&高国新副教授等人开发了由低密度自支撑芳纶纳米纤维（ANF）气凝胶骨架支撑的超薄PEO基复合固体聚合物电解质（简称PAL）。通过新型CO₂辅助诱导自组装方法获得的ANF气凝胶具有精心设计的双交联度双层结构。得益于ANFs和PEO之间的分子间相互作用，PAL实现了超薄厚度（20µm），并具有优异的热稳定性和机械强度。同时，由于功能化的ANF对离子通道的调节作用，PAL实现了无枝晶的均匀锂沉积，从而使对称电池能够长时间稳定循环（1400小时）。因此，Li|PAL|LiFePO4（LFP）电池具有出色的长期循环稳定性（1C，>700次循环，库仑效率>99.8%）和快速的充电/放电性能（倍率，10C）。更实际地说，由于能够匹配高负载（8mg/cm²）阴极，Li|PAL|LFP电池实现了180Wh/kg的能量密度。此外，双层Li|PAL|LFP软包电池在循环和滥用测试中表现出卓越的柔性和安全性。

图1.CO₂和H₂O诱导芳纶纳米纤维（ANFs）自组装的机理。

图2.PAL全固态电解质的结构设计和基本性能。

图3.PAL电解质的电化学性质和离子传输机制。

图4.Li|PAL|Li对称电池的性能和接口分析。

图5.PAL电解质促使Li|LFP全电池具有优异的性能。

图6.双层Li|PAL|LFP软包电池的结构、柔性和安全性演示。

该工作以“CO₂-Assisted Induced Self-Assembled Aramid Nanofiber Aerogel Composite Solid Polymer Electrolyte for All-Solid-State Lithium-Metal Batteries”为题发表在《Advanced Energy Materials》（DOI:10.1002/aenm.202303527）上。

论文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202303527