AEM: 碳点诱导的超分子凝胶聚合物电解质，用于高性能锂金属电池

文章总结

聚合物电解质在室温下的低离子电导率，再加上与锂枝晶形成相关的挑战，阻碍了它们的实际应用。为了缓解这些问题，本研究采用了一种超分子策略，利用碳点的量子尺寸效应及其丰富的表面官能团的物理交联作用，来增强聚合物电解质的电化学性能。碳点组装的物理交联凝胶聚合物电解质（CDPE）在碳点与聚合物分子链之间建立了氢键物理交联网络，抑制了晶相的形成，并在电解质内部构建了多样且高效的离子传输通道。这使其离子电导率在 30℃时显著提高，达到了 3.20mS cm−1。此外，碳点与碳酸氟乙烯酯之间的相互作用有助于形成多相固体电解质界面相，有效抑制了锂枝晶的生长，并显著提高了锂金属电池的长期稳定性。采用 CDPE 的锂 || 磷酸铁锂电池在 2.0C 的倍率下循环 2000 次后，容量保持率达到 92%，与共价交联体系相比，展现出了更优异的整体循环性能。本研究提出的基于碳点的物理交联策略，为高性能复合聚合物电解质的创新设计和工业应用开辟了道路。

图文简介

CDPE 的合成与分子结构示意图以及碳点（CDs）的微观表征

CDPE 的物理化学表征及结晶度分析

CDPE 与锂金属的相容性以及固体电解质界面（SEI）的形成

使用 CDPE 的锂 || 磷酸铁锂（LFP）电池的电化学性能

论文信息

通讯作者： Fei Zhai,  Yanbin Xu, Xiaolong Wang