太阳集团app首页吳丁财教授《Adv. Mater.》：超薄而堅固的單锂離子導體準固态聚合物刷電解質用于超長壽命和無枝晶锂金屬電池

随着儲能裝置對安全性能和高能量密度的要求不斷提高，構建長壽命、無枝晶的金屬锂電池變得越來越重要。準固态聚合物電解質（QSPEs）是長壽命锂金屬電池最有希望的候選材料之一。但是，在常溫下引入高離子導電性的增塑劑，必然會導緻機械強度差，要求電解質膜很厚（通常為數百微米），不利于電池的安全性和體積能量密度。因此，如何在分子水平上對聚合物進行合理設計，實現多功能集成，構建新型拓撲結構聚合物電解質解決上述瓶頸問題仍是一項巨大挑戰。

最近，太阳集团app首页吳丁财教授課題組受軟硬試管刷的啟發，設計合成了一種具有硬納米纖維骨架和軟功能聚合物側鍊的新型超結構聚合物分子刷BC-g-PLiSTFSI-b-PEGM，并進一步引入增塑劑，得到單锂離子導體準固态聚合物刷電解質（SLIC-QSPBEs）。對于所制備的 SLIC-QSPBEs，細菌纖維素（BC）納米纖維骨架提供了強勁的機械性能，并形成了高度多孔的三維納米網絡結構，具有豐富可移動锂離子的聚（4-苯乙烯磺酰-三氟甲基磺酰亞胺）（PLiSTFSI）保證了單一的锂離子傳導行為，聚二甘醇單甲基醚甲基丙烯酸酯（PEGM）提供了锂離子傳輸基質。所制備的SLIC-QSPBEs兼具超薄（10 μm）和優異的機械性能（楊氏模量 = 1.9 GPa）。得益于上述獨特的納米拓撲結構和多功能組分的協同效應，SLIC-QSPBEs可以有效地消除濃差極化，提高機械性能，增強離子傳輸以及降低界面阻抗。基于超薄而堅固的SLIC-QSPBEs組裝Li|Li對稱電池，在電流密度為1 mA cm-2時，可逆實現穩定的鍍锂/剝锂超過3300 h以上。這項工作為開發新型固态锂金屬電池電解質提供了一種很有前景的策略。

這一成果以“Ultrathin Yet Robust Single Lithium-Ion Conducting Quasi-Solid-State Polymer-Brush Electrolytes Enable Ultralong-Life and Dendrite-Free Lithium-Metal Batteries”為題近期發表在Advanced Materials上。文章的通訊作者為太阳集团app首页吳丁财教授，第一作者為周銘洪博士和劉如亮博士。

原文鍊接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202100943