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王玉忠院士团队Nature子刊：不易燃无溶剂LPE助力LMBs！

来源：时间：2023-08-28 10:44:49 浏览：1424次

第一作者：Guo-Rui Zhu

通讯作者：王玉忠院士、吴刚教授

通讯单位：四川大学

DOI: 10.1038/s41467-023-40394-8

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研究背景

固态聚合物电解质作为高易燃、挥发性有机液体电解质的替代品，在高能锂金属电池（LMBs）中具有广阔的应用前景。然而，较差的界面性能和离子电导率是两个关键的挑战。一种常见的策略是引入有机溶剂或增塑剂，但不利于提高安全性。基于此，四川大学王玉忠院士和吴刚教授等人报道了基于室温液态刷状聚合物作为唯一溶剂，提出了一种安全、高性能电池的无小分子溶剂的液态聚合物电解质（liquid polymer electrolytes, LPEs）概念。这种液态聚合物电解质不易燃，具有高离子电导率，显著的锂枝晶抑制性能，并在广泛的工作温度范围内稳定长期循环。这种电解液和设计策略有望为安全、高性能的聚合物电解液的开发提供启发性的思路。

02

文章要点

1、作者开发了一种用于LMBs的不易燃无溶剂LPEs，具有高离子电导率（25 °C时为1.09×10⁻⁴ S cm⁻¹）、和在宽温度范围内稳定的长期循环（60 °C和90 °C时≥1000次循环）。由于室温下液态刷状聚磷腈主干和低聚环氧乙烷侧链组成的聚合物，LPEs同时解决包含LEs或SPEs的LMBs面临的挑战，如正极电解质氧化、锂枝晶形成、耐热性差、界面不稳定性、安全性差、制备困难等。

2、本文研发的电解质在较宽的温度范围（60-120 °C）内提供高性能，使锂沉积/溶解超过2200 h，以及LFP//Li和NCM811//Li的稳定循环，具有高库仑效率和容量保留率。更重要的是，基于LPE的LMBs具有抑制热失控和抵抗机械磨损的性能。

03

图文展示