厦门大学王来森/谢清水&西北大学李坚涛最新Nature子刊丨LiTFSI介导原位聚合诱导相分离实现高倍率固态锂金属电池!
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2026-06-10 08:30
文章摘要
背景:传统液态电解质易燃,固态聚合物电解质(SPEs)虽具柔韧性和安全性优势,但存在离子电导率低、界面不稳定等问题。传统聚合诱导相分离策略需依赖深共晶溶剂或离子液体等外部组分,增加了成本和复杂性。研究目的:开发一种无需外部添加剂、简单可控且可规模化的新型相分离策略,以解决 SPEs 在离子传输和界面稳定性方面的瓶颈。结论:该研究提出了一种 LiTFSI 介导的单溶剂原位聚合策略,通过 TFSI⁻ 阴离子与聚碳酸亚乙烯酯(PVC)之间的静电相互作用驱动可控相分离,形成自组装双相结构。该结构中的聚合物富集相提供机械强度,低聚物富集相形成高效离子传输通道。所得电解质在 25°C 下离子电导率可调(0.20-0.92 mS/cm),锂离子迁移数高达 0.78。对称锂电池在 30°C 下稳定循环 6000 小时,Li|PVC-24h|LiFePO₄ 全电池在 5C 高倍率下放电容量达 121.4 mAh/g,4000 次循环后容量保持率为 90%。该策略可规模化地制备高性能固态聚合物电解质。
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