对下一代能源储存系统的追求引发了高压全固态锂金属电池（ASSLMBs）的开发，这种电池有望提供前所未有的能量密度和安全性。然而，挑战在于创建一个能够满足高温离子导电性、锂离子迁移数和宽电化学稳定窗口（ESW）要求的强韧电解质，同时保持与锂金属阳极的柔韧性和兼容性。在这里，通过聚（1，5-二氧杂环戊酮-2-醇）二醇（聚醚酯软节段）和己内酰胺三聚体硬节段（PDH）与无机NASICON型陶瓷填料Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃（PDH@LATP）的交联反应成功制备了新型聚氨酯基复合聚合物电解质（CPEs）。所得到的CPE在室温下显示出令人印象深刻的离子导电性，为1.65×10^-4 S cm^-1，并且锂离子迁移数为0.63，这归因于PDH的非晶结构和无机填料形成的互连离子通道。LATP的添加还提高了CPE的ESW至5.3 V，同时保持良好的力学性能。因此，组装的LiFePO4/PDH@LATP/Li电池显示出较低的界面电阻、抑制锂枝晶生长、高比容量和优异的循环性能。高压下的LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂/PDH@LATP/Li电池也显示出良好的循环性能和耐久性。这里提出的设计原则和材料为下一代ASSLMBs提供了蓝图。

图1. PDH@LATP-CPEs制备工艺示意图

该文章发表在Journal of Power Sources（https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2024.235569）

文章信息：Yang Chen ^a,b,1, Jianda Niu ^a,1, Siheng Zhang ^a, Zhixian Dong ^a, Jinbao Xu ^a,*, Caihong Lei ^a,**. Composite polymer electrolytes based on poly (ether-ester) and Li_1.3Al_{0. 3}Ti_1.7 (PO₄)₃ enabling high-performance all-solid-state flexible lithium metal batteries. Journal of Power Sources, 2024, 624(30):235569.IF:8.1