潘安强/常智AFM：柔性准固态聚合物电解质调控界面助力高稳定锂金属电池

液态电解液的低安全性、不稳定的界面和高反应性极大地阻碍了锂金属电池（LMB）的发展。具有优异机械性能和高兼容性的准固态电解质（QGPEs）可以满足LMBs的需求。

图1. 材料制备及表征

中南大学潘安强、常智等通过聚（乳酸）中的-COOH和乙二醇中的-OH的原位多缩合，制备了一种嵌段结构的聚（乳酸）-聚（乙二醇）-聚（乳酸）共聚物（PLE）。

然后，将合成的PLE共聚物与聚丙烯腈溶液混合，通过电纺进一步获得三维聚合物膜（PALE）。三维PALE膜作为GPE的骨架，表现出高孔隙率、柔韧性和超高的液态电解液吸收性能，同时，衍生出的准固态GPE具有更好的拉伸性。

受益于PALE链上丰富的官能团（-C=O、-C-O-C-和-C≡N）对LiTFSI盐的解离作用，PALE-QGPEs的电化学稳定窗口和离子传导率分别提高到5.11V和0.84 mS cm^-1。

图2. 半电池性能

此外，由于在锂金属负极上形成了稳定的富氟化锂SEI层，Li||PALE-3-6 GPEs||Li对称电池在0.5 mA g^-1/0.5 mAh cm^-2下稳定运行超过890小时，并且在Li||PALE-3-6 GPEs||Cu半电池中实现了94.8%的平均库伦效率。

另外，使用PALE-3-6 GPEs和LiFePO4（LFP）的全电池，在负载量为8.39和6.76 mg cm^-2以及面电流密度为1.26和2.03 mA cm^-2下容量保持率分别为98.3%和88.7%，这可以归因于LFP正极上持久的CEI结构。

此外，小软包电池在苛刻的运行条件下也具有出色的循环稳定性，表明PALE GPEs在高能量密度的柔性设备中的应用可能性。

图3. 全电池性能

Regulation of Interphase Layer by Flexible Quasi-Solid Block Polymer Electrolyte to Achieve Highly Stable Lithium Metal Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202300425