云南大学王继亮&包黎霞Carbon Energy： 双功能有机锂盐赋能高安全柔性固态锂金属电池

本文背景在于传统液态电解质易挥发、易燃且易诱发锂枝晶生长，制约了高能量密度锂金属电池的安全应用，而现有固态电解质仍存在离子电导率不足、界面不稳定和阻燃性差等问题。研究目的是开发一种兼具高离子电导率、宽电化学窗口、优异阻燃性和良好电极相容性的柔性固态电解质。研究通过设计双功能有机锂盐PQ-Li，与PEO复合构筑“盐包聚合物”固态电解质PQSE，利用氢键作用抑制PEO结晶，提高无定形区域比例。结论表明，PQSE在30°C下离子电导率达0.11 mS cm⁻¹，电化学稳定窗口拓宽至5.1 V，锂离子迁移数为0.51，极限氧指数LOI=30%，展现出优异阻燃性。研究揭示了Li⁺“离子聚集体跳跃为主、PEO链段运动为辅”的双离子通道传导机制，以及双层SEI膜对界面的稳定作用。Li|PQSE|LFP全电池在0.1C下放电比容量达150.6 mAh g⁻¹，库伦效率超99%，Li|PQSE|Li对称电池稳定循环1000小时无短路，表明该固态电解质在高安全柔性固态锂金属电池中具有实际应用潜力。