全固态锂金属电池具有本征安全性高、单位体积内的包含的能量高级优势，但由于锂枝晶成长问题，固态电解质只能在适当低的电流密度下运转，这严峻约束了全固态锂金属电池的使用。因而，开展按捺锂枝晶诱导固态电解质失效的新战略、优化固态电解质微观结构以完成高电流密度安稳长效循环关于全固态锂金属电池的开展至关重要。

  针对以上问题，西安交通大学资料/化工联合研讨团队根据前期总结提出的两种锂枝晶刺穿固态电解质导致电池失效机理，即机械穿刺机理（Mechanical penetration mechanism）和输运促进机理（Transport-facilitated mechanism），针对性提出“迂回与缓冲”（Detour and Buffer）的应对战略，并采纳颗粒级配的办法规划制备了晶粒标准双峰散布的固态电解质来完成此意图。这种晶粒标准双峰散布的微观结构，均匀粒径约5µm的细晶粒包围着粗晶粒（均匀粒径50-60µm），锂浸透的驱动力被高密度晶界和细微散布的孔隙不断耗费；一起，大晶粒可以有用添加锂枝晶成长途径的弯曲性，然后有用按捺与推迟固态电解质的失效（如图1a）。经过这一种双峰散布的固态电解质，协同发挥粗晶与细晶的优势，完成了“迂回与缓冲”效应。在不对界面进行任何额定润饰的情况下，具有双峰微结构的锂镧锆氧固态电解质可在电流密度高于1 mA·cm-2的条件下安稳循环2000多个小时，并可在电流密度为2 mA·cm-2的条件下成功循环100小时之后（如图1b）。该成果比较于传统的不具备双峰微结构的锂镧锆氧固态电解质，初次完成了在高于1 mA·cm-2电流密度的室温安稳循环，并将安稳循环时长进步10倍。一起该成果高于现在绝大多数精心润饰Li/LLZO界面后的锂镧锆氧固态电解质所能接受的循环电流密度极限和安稳循环时长极限。

  图1(a) 晶粒双峰散布的固态电解质对锂枝晶成长发生“迂回与缓冲”效应，(b) 可在电流密度高于1 mA·cm-2的条件下安稳循环2000小时之后，并可在电流密度为2 mA·cm-2的条件下成功循环100小时以上

  上述研讨成果为固态电解质微观结构规划和进步全固态锂电池的循环安稳性供给了重要辅导。相关研讨成果以《双峰晶粒协同大幅度的进步固态电解质循环安稳性》（Solid Electrolyte Bimodal Grain Structures for Improved Cycling Performance）为题发表于《先进资料》（Advanced Materials）。西安交通大学资料学院微纳标准资料行为研讨中心博生生贾占辉和助理教授沈昊博士为论文的一起榜首作者，通讯作者为西安交通大学资料学院微纳标准资料行为研讨中心陈凯教授和沈昊助理教授、化工学院唐伟教授。西安交通大学为榜首单位。一起作者包含美国劳伦斯伯克利国家实验室Marca Doeff博士，我国台湾省同步辐射光源蒋庆友博士、西安交通大学资料学院博士生寇嘉伟和张恬逸、化工学院博士生王震。

  该研讨工作得到了国家重点研制方案和自然科学基金赞助，西安交通大学剖析测试中心为该研讨供给了表征支撑。