聚丙烯腈（PAN）是一种极具应用前景的固态锂金属电池聚合物，然而，PAN基固体聚合物电解质（SPE）的低离子电导率和不稳定Li/PAN界面阻碍了PAN在SSLMB中的应用。近日，香港城市大学Yang Jiayi、任洋、华中科技大学黄云辉提出了一种开环聚合策略来重新调控PAN基SPE网络。

本文要点：

1) 在Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂纳米粒子的碱性物种触发下，碳酸亚乙酯（EC）发生亲核开环反应，随后与PAN链形成偶极-偶极相互作用。这种聚合过程重新调控了PAN结构，实现了SPE的快速Li⁺传输通道，并增强了与Li金属的界面稳定性。

2) 因此，设计的PAN基SPE在25°C下具有2.96×10⁻⁴ S cm⁻¹的高离子电导率和0.56的Li⁺迁移数。具有PAN网络的Li/Li对称电池可提供1.8 mA cm⁻²的高临界电流密度，并在1200小时内保持稳定的Li电镀/剥离。在2 C下循环1000次后，PAN基SPE的LiFePO₄（LFP）/Li固态电池具有90.1%的高容量保持率。此外，LFP/Li和LiNi_0.8Co_0.1Co_0.1O₂/石墨软包电池都具有良好的循环和安全性能。

参考文献：

Han Liu et.al Ring-Opening Polymerization Reconfigures Polyacrylonitrile Network for Ultra Stable Solid-State Lithium Metal Batteries Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202402795

https://doi.org/10.1002/aenm.202402795