固态电池（SSBs）是一种安全、高能量密度的电化学储能新技术。不幸的是，SSB在零下的温度下存在离子导电性不足和界面传输迟缓的问题，这限制了它的广泛应用。

近日，香港科技大学Francesco Ciucci报道了使稳定的高能量密度锂电池具有优异的低温（LT）电化学性能，开发了一种原位制备的准固态聚合物电解质（QSPE）。

文章要点

1）通过系统地调节单体(DOL)、溶剂(MP)和锂盐(LiTFSI)的相对浓度，控制添加剂(碳酸氟乙烯，FEC)和引发剂(LiPF₆)的含量，DOL进行原位开环聚合得到了QSPE。

2）除了固有优势之外，所获得的QSPE还显示出更多的新颖性。首先，原位合成改善了QSPE和电极之间的界面接触和界面相容性。此外，由于电解质前体对电极的有效润湿，原位合成能够通过多孔电极层形成完整的3D网络。其次，FeC的存在诱导了富氟界面相的形成，有助于提高界面稳定性。此外，在−88 °C冻结的MP的加入极大地增强了LT的离子传输。

3）研究人员通过分子动力学(MD)模拟揭示了QSPE独特的多层溶剂化结构(MP和Polydol分别在内部和外部占据主导地位)，提供了快速的Li⁺传输并最大限度地提高了界面稳定性。

这种新开发的电解液化学使实用的高电压LT固态锂电池成为可能。

参考文献

Jing Yu, et al, In Situ Fabricated Quasi-Solid Polymer Electrolyte for High-Energy-Density Lithium Metal Battery Capable of Subzero Operation, Adv. Energy Mater. 2021

DOI: 10.1002/aenm.202102932

https://doi.org/10.1002/aenm.202102932