对于可充电锂离子电池（RLBs）来说，凝胶聚合物电解质（GPES）是一种非常有竞争力和实用性的选择，因为其特殊的复合结构可以抑制液态电解质中失控的锂枝晶，避免固态电解质界面接触不良的问题。然而，其困难在于需要平衡离子传输和界面稳定性。
近日，南开大学李国然教授报道了通过在聚合物基体上合理浇铸一层ZIF-8和沉积一层Al2O3超薄层，制备了一种用于长循环周期准固态RLB的异质凝胶聚合物电解质。它不仅可以显着提高机械强度，实现均匀的锂沉积，而且有效地提高了与锂负极的界面稳定性。
文章要点
1）一方面，具有很强电负性的ZIF-8骨架可以通过静电相互作用与Li+配位，允许Li+的快速迁移，同时限制阴离子通过固有纳米通道的自由迁移。另一方面，惰性Al2O3通过构筑富含氟化物的SEI导电膜，降低了扩散势垒，稳定了锂阳极界面。最终实现了高达0.74的Li+迁移数，抑制了锂枝晶的形核和生长，并在电极和电解质之间形成了坚固的离子导电界面层，延长了循环寿命。
2）基于GPE-ZIF8-Al2O3薄膜的Li对称电池表现出低而稳定的极化电压，寿命超过1000 h，相应的RLB保持了优异的循环稳定性，以0.2 C的速率循环500次，容量保持率为84.6%。
异质凝胶聚合物电解质为构建具有高性能、高安全性、高稳定性、高导电性的下一代RLB界面提供了新的思路。
参考文献
Shaolun Cui, et al, Heterostructured Gel Polymer Electrolyte Enabling Long-Cycle Quasi-Solid-State Lithium Metal Batteries, ACS Energy Lett.2022
DOI: 10.1021/acsenergylett.1c02233
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c02233
