高比能固态锂电池研究取得新进展|溶剂|乙烯|离子|聚合物|增塑剂|电化学

财联社5月21日电，据中国科学院金属研究所消息，聚合物电解质是实现高比能固态锂电池的理想材料，其中聚偏氟乙烯基电解质因具有高氧化稳定性和离子电导率而备受关注。然而，聚偏氟乙烯作为一种弱配位基体，依赖制备过程中残留的极性溶剂（如二甲基甲酰胺）作为“增塑剂”以促进离子传输。这些传统增塑剂虽与聚合物互溶性良好，但电化学稳定性较差，容易在电极界面持续分解，制约了锂负极可逆性以及与高压正极的兼容性。与之相对，电化学稳定的理想增塑剂（如环丁砜、碳酸乙烯酯）却与聚偏氟乙烯存在严重的热力学不相容问题，难以制备出均匀的电解质薄膜。

针对上述“相容性与电化学稳定性”难以兼得的瓶颈，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心先进炭及二维材料研究部科研团队提出了一种相容溶剂辅助塑化的通用制备策略。研究团队通过引入挥发性相容溶剂，显著降低了混合体系的有效相互作用参数，从而克服热力学排斥，获得了均相溶液。在成膜阶段，随着相容溶剂快速挥发、体系粘度急剧升高，增塑剂被锁定在聚合物三维网络中，实现了原本不相容的增塑剂的均匀塑化。相关成果发表于《美国化学会志》（JACS）。