江南大学刘天西/陈苏莉 Macromolecules: 多尺度松弛策略破解聚合物电解质离子传导-力学性能“跷跷板”难题

全固态锂金属电池是下一代高安全、高能量密度储能技术的理想选择，其中固态聚合物电解质因柔韧性好、界面相容性佳而极具产业化前景，但长期面临离子电导率与力学性能之间的“跷跷板”难题。江南大学刘天西/陈苏莉团队在《Macromolecules》期刊发表研究，提出一种星型硼核大分子介导的“多尺度松弛”策略。他们设计合成了具有锂离子传导能力的星型硼核聚乙二醇大分子（BPEG），通过在同源PEO基质中构建动态自适应氢键网络，使弱氢键优先解离以促进离子传输，强氢键维持结构稳定，从而打破离子传导与力学性能的固有制约。该聚合物复合电解质在50°C下实现3.40×10⁻⁴ S cm⁻¹的高离子电导率、0.84的超高Li⁺迁移数，拉伸强度提升3倍以上，Li/Li对称电池稳定循环超过1900小时。研究为克服聚合物电解质的性能矛盾提供了有效策略，为全固态锂金属电池的实际应用开辟了新视野。