从锂到钠、镁、锌：单离子导体聚合物电解质如何支撑下一代金属电池？

传统锂离子电池已接近能量密度极限，锂金属电池虽性能优异，但受限于锂资源稀缺和安全隐患。因此，钠、镁、锌等丰度更高的金属电池成为重要替代方案。然而，这些电池使用的传统液态电解质存在易燃、易漏及界面副反应等问题。本文系统综述了单离子导体聚合物电解质(SICPEs)的阴离子固定策略，旨在消除浓度极化并抑制枝晶生长。背景方面，传统双离子聚合物电解质中阳离子迁移数低，易引发性能衰减；而SICPEs通过固定阴离子使迁移数接近1，可大幅提升电池稳定性。研究目的为全面总结针对不同金属电池的阴离子固定先进策略，包括共价连接阴离子、引入阴离子受体、接枝无机骨架及利用分子间作用力等，并探讨其在单价（钠、钾）和多价（镁、锌、钙、铝）金属电池中的最新进展。结论指出，锂电池积累的经验不能直接转移至其他离子体系，亟需新视角。未来应聚焦无氟SICPEs设计、先进表征技术、新型离域阴离子开发及安全机制和产业化等方向，以推动下一代高性能金属电池的实际应用。