传统电解液具有低Li⁺转移数，不可控的Li枝晶生长和浓差极化等缺点，进而导致大容量Li-O₂电池性能严重下降，严重阻碍了其实际应用。

近日，中科院长春应化所张新波研究员报道了一种固定在全氟聚合物骨架上的磺酸基团（-SO₃^-）的锂化Nafion（LN），是二甲基亚砜(DMSO)中具有代表性的可溶性聚电解质。

文章要点

1）LN可以同时获得高达0.84的Li⁺转移数和相当于液体电解质的Li⁺电导率（室温下，2.08 mS cm^-1）。此外，LN的负离子（Nafion^-）具有良好的最低未占有分子轨道（LUMO）能级，可以优先分解成富LiF的稳定的SEI，有效抑制了Li枝晶的生长和Li金属负极的长期循环。此外，这种新型聚电解质溶液还具有阻燃性能。

2）因此，在二甲基亚砜中加入LN的Li-O₂电池可以促进溶液放电过程，具有较大的放电容量（200 mA g^-1时为9508 mAh g^-1），并具有优异的倍率性能。此外，电池具有超低的充电过电位（0.18 V），第一次循环具有高能量效率（88.5%），优异的循环性能（在1000 mAh g^-1的极限容量下，可循环225次）。

3）采用这种不易燃的聚电解质溶液制成的袋式锂空气电池具有极高的安全性。钉子渗透和切角测试不会干扰电池为红色发光二极管（LEDs）、电风扇、智能手表和智能手机供电，从而有效推动了Li-O₂电池用于下一代储能。

参考文献

Qi Xiong, et al, Soluble and Perfluorinated Polyelectrolyte for Safe and High-Performance Li-O₂ Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202116635

https://doi.org/10.1002/anie.202116635