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来源：高分子科学前沿收集编辑：高分子科学前沿
聚合物电解质具有防漏、优良的柔韧性以及与锂金属的高兼容性等优点，可使锂金属电池（LMB）高度安全运行。然而，目前大多数聚合物电解质并不符合锂金属电池实际应用的要求。
近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所崔光磊研究员、崔子立副研究员、许高洁副研究员采用热诱导原位聚合全氟乙烯基铝酸锂（LiFPA）的方法，获得了一种新型的界面兼容和安全的单离子导电三维聚合物电解质（3D-SIPE-LiFPA）。研究表明，3D-SIPE-LiFPA具有独特的多离子结构，能够促进保护性电极/电解质界面的形成，并且抑制过渡金属（TM）的溶出-迁移-沉积。因此，3D-SIPE-LiFPA赋予LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM811，3.7 mAh cm-2）/Li（50μm）LMB在纽扣电池（236次循环后保持80.8%容量）和软包电池（437 Wh kg-1，60次循环后保持95.4%容量）中的长循环寿命。更重要的是，采用3D-SIPE-LiFPA的软包NCM811/Li LMBs的热释放起始温度（Tonset）和热失控温度（Ttr）分别显著提高了34℃和72℃。总体而言，这种将锂盐聚合为聚合物电解质的策略为同时提高LMB的循环寿命和安全性开辟了一个新的领域。1. 这项工作创新地探索了以铝（Al）为基础的锂盐（全氟化铝）作为单体前体，通过热诱导的一步原位聚合在LMB中构建单离子导电聚合物电解质（SIPE，简写为3D-SIPELiFPA）。2. 与传统的凝胶聚合物电解质（GPE）和传统的SIPE相比，所构建的3D-SIPE-LiFPA具有独特的特性：(1) Al作为三维交联聚合的FPA-(poly-FPA)阴离子链的中心原子；(2)部分碳酸甲乙酯（EMC）和氟代碳酸乙烯酯（FEC）分子以一种独特的溶剂化结构固定在聚FPA链上。这些独特的结构将促进富含LiF和Al物质的保护性和坚固的SEI层的形成。3. 此外，3D-SIPELiFPA在30℃时提供了0.915的高tLi+和2.48 mS cm-1的高离子传导率。4. 电化学测试表明，3D-SIPE-LiFPA使扣式和软包型NCM811/Li锂金属电池具有长循环寿命。此外，令人鼓舞的是，加速率量热法（ARC）测量表明，3D-SIPE-LiFPA能够显著增强软包 NCM811/Li LMB的热安全特性。这项工作将成为聚合物电解质的一个重要里程碑，以促进LMB的发展。图3 NCM811/Li LMB的循环性能和热安全性图4 NCM811/Li LMB的同步辐射X射线断层成像--纤维素推荐--
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https://doi.org/10.1039/D3EE00558E声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！