将固态聚合物电解质与金属锂负极和高电压正极相匹配有望显著提升电池的能量密度并解决传统锂离子电池的安全问题。不过，正极侧所使用的聚合物电解质与作为隔膜的聚合物电解质之间应该存在足够的带隙来满足不同电压界面的需求。最近，西班牙巴斯克研究与技术联盟的Pedro López-Aranguren等提出了双层聚合物电解质的概念。

文章要点

1）研究人员分别使用聚碳酸丙烯酯（PPC）和聚氧化乙烯（PEO）作为正极侧聚合物电解质和电解质隔膜，实现了对金属锂负极和高电压正极的高度兼容。电化学阻抗谱和核磁共振光谱表明该双层聚合物电解质能够实现较高的离子电导率和锂离子迁移数。

2）电化学性能的表征发现将传统固态电池正极侧的聚合物电解质PEO替换为PPC能够显著改善全电池的循环稳定性，这是因为PPC相比PEO具有更好的氧化稳定性。在1mAh/cm²的正极载量下，使用双层聚合物电解质的固态锂电池能够稳定循环80周且库伦效率接近100%。

参考文献

Mikel Arrese-Igor et al, Toward High-Voltage Solid-State Li-Metal Batteries with Double-Layer Polymer Electrolytes, ACS Energy Letters, 2022

DOI: 10.1021/acsenergylett.2c00488

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.2c00488