具有凝膠聚合物電解質(zhì)的鋰金屬電池在寬溫度范圍內(nèi)的穩(wěn)定運行是非常令人期待的。然而，離子傳輸動力學(xué)的不足和極端溫度下電解質(zhì)-電極界面的不穩(wěn)定極大地阻礙了它們的實際應(yīng)用。
近日，上海交通大學(xué)Shenmin Zhu，Hui Pan，上?？臻g電源研究所Cheng Yang，齊魯工業(yè)大學(xué)Xiujun Han報道了一種仿生凝膠聚合物電解質(zhì)，它使高能量密度鋰金屬電池能夠在–30到80°c的寬溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。
文章要點
1）寬溫度凝膠聚合物電解質(zhì)是通過使用支鏈聚合物制造的，其側(cè)鏈與其不對稱類似物雙偶聯(lián)。雙偶極耦合調(diào)節(jié)Li+配位環(huán)境，形成弱溶劑化結(jié)構(gòu)，在極端溫度下提供快速和均勻的Li+沉積。
2）因此，不可燃凝膠聚合物電解質(zhì)在–40°C時的離子電導(dǎo)率為1.03×10–4 S cm-1，Li+遷移數(shù)為0.83。采用LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極的鋰金屬電池在–30°C時的初始放電比容量為121.4 mAh g–1，在80°C時為172.2 mAh g–1，相應(yīng)的放電電流分別為18.8mA g–1和188mA g–1。此外，軟包電池的比能高達(dá)490.8 Wh·kg-1。
參考文獻
Liu, S., Tian, W., Shen, J. et al. Bioinspired gel polymer electrolyte for wide temperature lithium metal battery. Nat Commun 16, 2474 (2025).
DOI：10.1038/s41467-025-57856-w
https://doi.org/10.1038/s41467-025-57856-w
