河大赵勇Small：多功能准固态电解质同时稳定锂金属电池正负极

聚合物基准固态电解质（QSE）是解决锂金属电池安全问题的有效手段，其长期稳定性对电解质与正负极之间稳定的固体电解质界面（SEI）层提出了更高的要求。

河南大学赵勇等证明了硅掺杂的聚醚（PTCD）可以作为QSE的多功能单元来满足上述要求。

图1 硅掺杂聚醚网络的作用机理

硅掺杂聚醚是由四环氧环硅氧烷(TOCS)和1,3-二氧戊环(DOL)共聚而成，其中 TOCS作为功能单元，可以在正极和负极表面形成具有丰富Li_xSiO_y的稳定坚固SEI层。

此外，硅掺杂聚醚网络的高机械强度可显著抑制锂枝晶的生长并减少副反应。同样重要的是，QSE中聚醚网络与液相之间的强相互作用可抑制醚的挥发，从而提高锂金属电池的安全性能。

图2 准固态锂金属电池的电化学性能

结果显示，采用这种硅掺杂聚醚网络的Li|QSE|LiFePO₄电池在1C（30℃）循环400次后容量保持率高达97.5%，循环1000次后容量保持率也达到了78.1%。此外，组装的Li|QSE|LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂电池在100次循环后可逆容量几乎没有衰减。

因此，这种具有交联结构的硅掺杂聚合物的概念为设计固态或准固态聚合物电解质以实现正负极的长期稳定运行提供了重要的策略。

图3 Li-Li对称电池的电化学测试和锂形态

A Multifunctional Silicon-Doped Polyether Network for Double Stable Interfaces in Quasi-Solid-State Lithium Metal Batteries. Small 2022. DOI: 10.1002/smll.202106395

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河大赵勇Small：多功能准固态电解质同时稳定锂金属电池正负极

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