Nat. Commun： 具有弱偶极 - 偶极相互作用的均匀聚合物离子溶剂化电解质，助力软包锂金属电池实现长循环

文章总结

固态聚合物电解质（SPEs）被认为是用于高压锂金属电池的极具潜力的电解质。然而，聚合物电解质中强烈的偶极 - 偶极相互作用限制了离子电导率的提升。在此，我们提出使用 1,1,2,2 - 四氟乙基 - 2,2,3,3 - 四氟丙基醚（TTE）稀释剂来显著调节聚合物离子溶剂化电解质（TPISEs）中的偶极 - 偶极相互作用。TTE 包裹住离子溶剂化物，以减少离子溶剂化物与聚合物基体之间的偶极 - 偶极相互作用，这促进了它们的均匀分布，从而在聚合物基体中形成了连续的离子渗透网络。因此，TPISEs 的离子电导率在25 摄氏度时提高到了 1.27×10⁻³ 西门子每厘米。与此同时，TTE 促使离子溶剂化物从接触离子对转变为离子聚集体，有助于形成稳定的锂 / 电解质界面，其交换电流密度比没有 TTE 时大 190 倍。锂 || 锂镍钴锰氧化物（Li||LiNi₀.₈Co₀.₁Mn₀.₁O₂）全电池在零下 30 摄氏度至 60 摄氏度的温度范围内表现出良好的循环稳定性。由薄锂金属箔（50 微米）和高面容量正极（3.58 毫安时每平方厘米）组成的实用软包电池实现了 354.4 瓦时每千克的高比能量，并且在 25 摄氏度、54 毫安每克的条件下循环 450 次后仍能保持 78.1% 的容量。这项工作为固态聚合物电解质提供了一种设计策略，使其突破了实际固态电池中离子电导率的瓶颈。

图文简介

用于高性能和高安全性锂金属电池的聚合物离子溶剂化电解质（TPISEs）的设计原理

基于聚合物离子溶剂化电解质（PISEs）的电解质的性质与溶剂化结构

锂的可逆性以及固体电解质界面膜（SEIs）的微观结构

锂 || 镍钴锰酸锂（NCM811）全电池的循环稳定性以及正极结构表征

软包电池的循环稳定性及安全性测试

论文信息

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-58689-3

通讯作者： Ming Liu, Wei Lv, Yan-Bing He ，Feiyu Kang 

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