西安交通大学「国家高层次人才」丁书江Science子刊 | 多氢键桥联复合固态电解质，实现稳定的固态锂离子电池连续Li+通道！

固态锂金属电池因其高安全性和高能量密度被视为下一代储能技术的核心方向，但复合固态电解质（CSEs）在实际应用中面临陶瓷颗粒表面钝化层阻碍离子传导、以及高填充量下颗粒团聚导致离子传输通道中断等关键瓶颈。西安交通大学丁书江团队联合新加坡国立大学陈晶等研究者，提出了一种“化学转化+界面耦合”的双重策略：通过表面引发原子转移自由基聚合（SI-ATRP）将LLZTO陶瓷表面的Li2CO3钝化层原位转化为刷状共聚物PEGMA-co-UPyMA，消除绝缘层并引入柔性PEG链段和四重氢键UPy单元；随后将改性陶瓷与动态超分子离子导电聚合物（DSICP）通过UPy-UPy多重氢键耦合，制备出即使在90 wt%超高陶瓷含量下仍能保持均匀分散和连续Li+通道的CSE。该电解质展现出高离子迁移数（0.69）和宽电化学窗口（5.02 V），对称电池可稳定循环超过2500小时。基于该电解质的Li|LFP电池在2000次循环后容量保持率达88.8%，4.4V高压Li|NMC811电池300次循环后保持率达83.7%，1.26 Ah级软包电池在100次循环后保持85.6%容量，且针刺测试中不燃不爆。研究结论表明，通过将Li2CO3化学转化并结合界面超分子耦合设计，可同时解决陶瓷团聚、界面钝化和离子传导中断三大核心问题，为高安全、高比能固态锂电池的商业化提供了新途径。