​卧龙岗大学Adv. Sci.：PEO为SiO2纳米粒子提供桥接，获得抗冲击剪切增稠电解质

剪切增稠电解质（STE）的开发被证明是寻求抗冲击锂离子电池（LIBs）的关键。然而，由于需要高填充物含量，电解质的粘度高、稳定性差，至今仍阻碍着它的进展。

图1 分散体的流变特性

澳大利亚卧龙岗大学Gordon Wallace、Jie Ding、Caiyun Wang等通过在常用的电解质（LiTFSI-碳酸亚乙酯（EC）/碳酸二甲酯（DMC））中引入少量与二氧化硅相互作用的聚环氧乙烷（PEO）作为填料，开发了一种新的聚合物桥接STE。研究显示，这种聚合物桥接STE具有低粘度、高离子传导性、出色的长期稳定性和高耐冲击性等强大的综合性能。

具体而言，二氧化硅颗粒与聚合物链之间的相互作用促进了水团的形成，从而产生剪切增稠效果。PEO与二氧化硅颗粒之间的桥接不仅能防止沉淀和聚集，还能通过氢键相互作用提高离子传导性和流动性。

图2 LFP/Li半电池、石墨/Li半电池和LFP/石墨全电池的电化学性能

结果，聚合物桥接STE的剪切增稠行为可以在低至2.2wt%的超低填料含量下实现。此外，这种低粘度电解质的离子电导率高达≈5.1 mS cm^-1，长期稳定性极佳，可维持30天以上。组装后的锂离子电池的电化学性能与使用液态电解液的电池相当或更高，但具有较高的抗冲击性。总体而言，这项研究为设计STE提供了一种简单的方法，也为安全的锂离子电池提供了一种新的解决方案。

图3 不同电解质对软包锂离子电池冲击响应的影响

Polyethylene Oxide (PEO) Provides Bridges to Silica Nanoparticles to Form a Shear Thickening Electrolyte for High Performance Impact Resistant Lithium-ion Batteries. Advanced Science 2023. DOI: 10.1002/advs.202302844