与传统的液态锂离子电池相比，固态锂金属电池（LMBs）具有更高的能量密度和更高的安全性，是下一代电池的主要研发目标之一。在这方面，作为一种固体电解质，聚合物电解质由于其优异的加工性、柔韧性和重量轻等优点得到了广泛的研究。与聚合物电解质体系（tLi+<0.4）相比，单离子导电聚合物电解质（SICPEs）具有极高的阳离子迁移数（tLi+接近1），可以减少离子浓度梯度的积累，抑制锂枝晶的生长，具有巨大的优势。
近日，美国橡树岭国家实验室Peng-Fei Cao，Andrew S. Westover综述了SICPEs的基本原理，包括阴离子单元合成、聚合物结构设计和薄膜制备，以及LMBs应用的模拟和实验研究。
文章要点
1）SiCPEs中极高的阳离子迁移数和柔韧性可以解决LMBs的关键问题，即锂枝晶的生长。作者总结了具有不同SICPEs的典型化学结构，包括常规和非常规SICPEs。并全面总结了其潜在优势、结构设计和薄膜制备方法。
2）迄今为止，人们已经开展了大量的计算研究来阐明SICPEs的结构-离子电导率/迁移数电化学性能之间的关系。作者总结了基于SICPEs的各种类型的电池的电化学性能，以揭示SICPEs的独特性及其在LMBs中的工作机制。
3）作者最后指出了用于LMBs的SICPEs研究仍面临的挑战以及未来研究方向。
参考文献
Jiadeng Zhu, et al, Single-Ion Conducting Polymer Electrolytes for Solid-State Lithium–Metal Batteries: Design, Performance, and Challenges, Adv. Energy Mater. 2021
DOI: 10.1002/aenm.202003836
https://doi.org/10.1002/aenm.202003836
