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聚丙烯腈（PAN）是一種極具應用前景的固態鋰金屬電池聚合物，然而，PAN基固體聚合物電解質（SPE）的低離子電導率和不穩定Li/PAN界面阻礙了PAN在SSLMB中的應用。近日，香港城市大學Yang Jiayi、任洋、華中科技大學黃云輝提出了一種開環聚合策略來重新調控PAN基SPE網絡。

本文要點：

1) 在Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂納米粒子的堿性物種觸發下，碳酸亞乙酯（EC）發生親核開環反應，隨后與PAN鏈形成偶極-偶極相互作用。這種聚合過程重新調控了PAN結構，實現了SPE的快速Li⁺傳輸通道，并增強了與Li金屬的界面穩定性。

2) 因此，設計的PAN基SPE在25°C下具有2.96×10^?4 S cm^?1的高離子電導率和0.56的Li⁺遷移數。具有PAN網絡的Li/Li對稱電池可提供1.8 mA cm^?2的高臨界電流密度，并在1200小時內保持穩定的Li電鍍/剝離。在2 C下循環1000次后，PAN基SPE的LiFePO₄（LFP）/Li固態電池具有90.1%的高容量保持率。此外，LFP/Li和LiNi_0.8Co_0.1Co_0.1O₂/石墨軟包電池都具有良好的循環和安全性能。

參考文獻：

Han Liu et.al Ring-Opening Polymerization Reconfigures Polyacrylonitrile Network for Ultra Stable Solid-State Lithium Metal Batteries Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202402795

https://doi.org/10.1002/aenm.202402795