西安交通大学 高国新 Angew：用于稳定锂金属电池的高韧性滑动交联凝胶聚合物电解质

凝胶聚合物电解质（GPEs）在锂金属电池的实际应用中大有可为。然而，传统的凝胶聚合物电解质由于机械性能较差，很难阻止锂枝晶的生长并保持电池的长期循环稳定性。受聚二十二烷（PRs）滑环结构的启发，我们在此开发了一种动态滑环交联凝胶聚合物电解质（SCGPE），它具有970.93%的超常拉伸性和1.15 MPa的机械强度，有助于缓冲电极的体积变化并在循环过程中保持电池结构的机械完整性。值得注意的是，PRs结构可提供快速离子传输通道，从而在30°C时获得1.73×10-3 S cm-1的高离子电导率。此外，SCGPE中的强极性基团限制了阴离子的自由移动，从而实现了0.71的高锂离子传输数，这有利于增强Li+传输动力学并诱导Li+均匀沉积。得益于这些特点，所构建的Li|SCGPE-3|LFP电池具有1000 次以上的超长稳定循环寿命和高容量保持率（1000 次循环后为89.6%）。即使在16 C的高速率下，电池也能提供79.2 mAh g-1的高容量。这项工作中的滑动交联策略为LMB先进GPE的设计提供了一个新的视角

图文简介

图解说明了具有优异拉伸性和韧性的滑动交联弹性体( SCE )的分子设计和机理

不同PR基序( SCE-1、SCE-2和SCE-3)含量的滑动交联弹性体的微观相态结构和力学性能

SCE的亲液性、SCGPE的力学和电化学性质及分子间相互作用机理

SCGPE-3在30 °C对称Li||Li电池中的电化学性质

30 ℃下SCGPE-3在不同全Li||LFP电池中的电化学性能

Li|SCGPE-3|LFP软包电池的构建、柔韧性和安全性验证

论文信息

通讯作者：Guoxin Gao