华中科技许恒辉/黄云辉 Nat. Commun：离子桥接赋能聚醚电解质，驱动高压准固态电池发展

研究背景：锂离子电池发展受限于能量密度，锂金属负极与高电压正极材料的组合虽能提升能量密度，但锂金属负极存在稳定性问题，准固态电池和聚合物电解质受到关注。聚醚基电解质因能解离锂盐且与锂金属化学 / 电化学稳定性好而被广泛研究，然而其氧化稳定性差限制了与高电压正极的兼容性，现有策略未能根本解决聚醚在高电压下的氧化问题。

实验方法：在氩气手套箱中，以 Lewis 酸 Zn (TFSI)₂引发 DOL 原位聚合制备 Zn - IBPE，使用多种测试技术（NMR、Raman、FT - IR、TGA、DSC、XPS、ToF - SIMS、SEM、TEM、DEMS 等）对材料进行表征，通过组装扣式电池和软包电池测试其电化学性能，运用量子化学计算探究氧化电位差异的起源。

实验结果

Zn - IBPE 的合成与理化性质：成功制备 Zn - IBPE，形成 PDOL - CTA 双网络结构，具备高离子电导率、良好的热稳定性和机械性能。

Zn - IBPE 与锂金属的电化学稳定性：Li||Li 对称电池和 Li||Cu 电池测试表明，Zn - IBPE 与锂金属具有良好的兼容性，能形成 LiF 主导的稳定固体电解质界面（SEI），抑制锂枝晶生长和锂腐蚀。

Zn - IBPE 的氧化稳定性研究：线性扫描伏安法和电化学浮动测试表明，Zn²⁺配位有效扩展了 PDOL 基电解质的电化学稳定窗口（ESW），量子化学计算和非共价相互作用分析揭示了其作用机制。

Zn - IBPE 在高压 Li||LCO 电池中的评估：Zn - IBPE 在 Li||LCO 扣式电池中展现出稳定的循环性能，能抑制气体产生和 LCO 颗粒裂纹形成，有效保护正极。

Zn - IBPE 的正极 - 电解质界面分析：多种分析技术表明，Zn - IBPE 能形成薄而坚固的正极 - 电解质界面（CEI），抑制过渡金属溶解，提升电池性能。

Zn - IBPE 用于准固态电池的实用性和通用性：在多种软包电池中，Zn - IBPE 表现出良好的循环稳定性和安全性，展现出在实际应用中的潜力。

研究结论：提出离子桥接策略解决聚醚基电解质氧化稳定性差的问题，制备的 Zn - IBPE 具有超过 5V 的宽 ESW，在高电压电池中表现出优异的性能，为设计高能电池的聚合物电解质提供了新思路 。

图文简介

基于聚二氧戊环（PDOL）的电解质的表征及物理化学性质

基于聚二氧戊环（PDOL）的电解质与锂金属负极的电化学稳定性及界面研究

基于聚二氧戊环（PDOL）的电解质的正极 - 电解质界面评估

使用 Zn - IBPE 的软包电池的电化学性能及钉刺测试

论文信息

通讯作者：Yunhui Huang， Henghui Xu