聚醚电解质因其与锂金属良好的相容性而受到广泛认可,但它们本身氧化阈值较低,限制了其实现高能锂金属电池的潜力。
近日,华中科技大学Henghui Xu,黄云辉教授报道了一种涉及非锂金属离子和醚氧之间桥接的通用方法,该方法显著提高了各种聚醚电解质体系的氧化稳定性。
文章要点
1)为了证明离子桥接策略的可行性,研究人员制备了一种电化学稳定窗口超过 5 V 的 Zn2+ 离子桥接聚醚电解质 (Zn-IBPE),这使得 4.5 V Li|| LiCoO2 电池具有良好的循环性能。
2)安培小时级准固态电池 SiO-graphite||LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2(10 Ah,N/P 比为 1.12,基于软包电池的总重量,0.1 C 时为 303 Wh kg−1)和 60 μm-Li||LiNi0.9Mn0.05Co0.05O2(18 Ah,N/P 比为 2.5,基于软包电池的总重量,0.33 C 时为 452 Wh kg−1)软包电池采用 Zn-IBPE 表现出较高的电化学性能,这得益于足够的界面稳定性。
3)钉刺试验表明,4 Ah graphite|| LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2 软包电池中的 Zn-IBPE 具有较高的电池安全性,不会燃烧或冒烟。这项工作为设计高压聚合物电解质提供了途径,并为实现高性能准固态电池提供了通用解决方案。
参考文献
Hou, T., Wang, D., Jiang, B. et al. Ion bridging enables high-voltage polyether electrolytes for quasi-solid-state batteries. Nat Commun 16, 962 (2025).
DOI:10.1038/s41467-025-56324-9
https://doi.org/10.1038/s41467-025-56324-9