随着信息终端从大型机逐渐向可穿戴电子产品发展，电子器件面临着小型化、柔性化的挑战。与其他成熟的储能器件相比，锂离子电池（LIBs）具有更高的工作电压和能量密度，受到研究者的青睐，被认为是理想的柔性储能器件。因此柔性LIBs在传统LIBs的基础上应运而生，以满足人们对高能量密度和高灵活性的更高要求。目前，柔性LIBs的发展仍然存在以下挑战：i）传统电池中使用的大多数材料，无论是圆柱形电池还是软包电池，都不具备柔性，在变形时容易断裂。ii）活性物质与其它组件之间的接触在反复变形后变弱，具有较高的接触电阻。iii）液体电解质有泄漏的危险，引起安全问题。iv）在保持高柔性的同时，实现高活性材料负载和高能量密度仍极具挑战性。
近日，清华大学王佳平教授报道了通过聚乙二醇二缩水甘油醚（PEGDE）与环氧基、聚醚胺（PEA）与氨基发生开环反应，制备出一种交联的聚乙二醇基树脂（c-PEGR）。
文章要点
1）通过在液体电解质（1 m LiPF6 in DMC：FeC）中溶胀c-PEGR聚合物骨架，研究人员得到了与液体电解质相当的离子电导率（0.7 mS cm-1）的凝胶电解质。
2）研究发现，在聚合物主链中，羟基被限制在交联结构中，移动自由度有限，这大大降低了聚合物电解质的整体反应活性，使其氧化电位提高到4.36 V。结果显示，采用c-PEGR凝胶电解质的LCO||Li电池在高达4.35 V的截止电压下表现出令人印象深刻的性能。
3）研究人员开发了一种准静态线性扫描伏安法（QS-LSV）来测量低电导率聚合物的氧化电位和电化学稳定窗口。
研究所提出的用于高压电池的聚合物电解质结构设计原则和电化学窗口的测量方法，对柔性锂离子电池聚合物电解质的选择和设计具有重要的指导意义。
参考文献
Zhenhan Fang, et al, Boosting the Oxidative Potential of Polyethylene Glycol-Based Polymer Electrolyte to 4.36 V by Spatially Restricting Hydroxyl Groups for High-Voltage Flexible Lithium-Ion Battery Applications, Adv. Sci. 2021
DOI: 10.1002/advs.202100736
https://doi.org/10.1002/advs.202100736
