聚氧化乙烯（PEO）基固态聚合物电解质具有较低的室温离子电导率（RTσ），严重制约了其在锂电池中的应用。

近日，华东理工大学王庚超教授报道了将丙烯酰胺（AM）引入到聚乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯-聚乙二醇双丙烯酸酯（P-P）中。

文章要点

1）研究发现，AM的多重氢键使原来的单一锂环境（Li···O−C）扩展为三种类型（Li···O−C、Li···N−H和Li···O=C），加速了锂离子的导电。另外，纳米二氧化硅（=SiO₂）的双键改性不仅改善了其力学性能，而且实现了高速有序的传输机制。因此，多锂离子环境在=SiO₂表面的重新排列发挥了更重要的作用，使SPE的RTσ达到2.6×10^-4 S cm^-1，锂离子转移数达到0.84。

2）实验结果表明，组装成的全固态锂−硫电池在30°C下首次放电容量高达707 mAh g⁻¹，硫负载量为4.3 mg cm⁻²时，具有出色的循环稳定性（0.1 C循环100次后容量保持率达89%）和优异的倍率性能。此外，这种具有高RTσ、稳定的界面工程和宽电位窗口(5.1V)的SPE有望用于其他需要耐高压的锂/锂离子电池。

参考文献

Xiaomin Cai, et al, Rearrangement of Ion Transport Path on Nano-Cross-linker for All-Solid-State Electrolyte with High Room Temperature Ionic Conductivity, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c09023

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c09023