开发与高电压正极具有良好兼容性、电池在宽温度范围内可靠工作的固态电解质是固态金属电池实用化的两大瓶颈。

近日，中国科学院过程工程研究所张锁江院士，Shimou Chen，中国矿业大学（北京） Weibin Cai报道了开发了一种具有纳米分级设计的原位准固态聚醚电解质（SPEE）。

文章要点

1）研究人员设计了微量复合引发剂体系，制备了聚合度高、固化时间短的纳米级SPEE，表现出优异的催化活性和良好的聚合可控性。

2）实验结果显示，SPEE表现出极好的循环稳定性。出色的性能主要是由于纳米级SPEE改善了电极/电解质界面的相容性和增强了界面稳定性，从而导致Li||Li对称电池具有优异的循环稳定性（在1 mA cm⁻²/1 mAh cm⁻²时，超过4000 h；在1 mA cm⁻²/4 mAh cm⁻²时，超过2000 h），同时，Na、K和Zn电池也是如此。

3）PEE为在宽温度范围下工作（15-100 °C）和4 V以上电池（Li||LiCoO₂和Li||LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂）提供了出色的循环稳定性。值得注意的是，Li|SPEE|LiFePO₄电池表现出出色的长寿命，1 C循环1200次后容量保持率达85%；Li|SPEE|LiCoO₂电池在200次循环后容量保持率达91.7%，库仑效率（CE）超过99%。

这项工作为开发满足宽温度适用性、高能量密度、长寿命和大批量生产要求的实用化SSMBs铺平了道路。

参考文献

Yong Chen, et al, In-Built Quasi-Solid-State Poly-Ether Electrolytes Enabling Stable Cycling of High-Voltage and Wide-Temperature  Li Metal Batteries, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202102347

https://doi.org/10.1002/adfm.202102347