​AEM：双向功能聚合物电解质实现稳定固态锂金属电池

高能量密度锂金属电池的发展受到锂枝晶形成失控和富镍正极-电解质界面不稳定等问题的阻碍。

在此，中科院化学所郭玉国、河南工程大学Zhen-Ling Wang，湖南农业大学Zhen-Ling Wang等人通过将功能聚合物直接固化在电极表面，设计了双向功能聚合物电解质(BDFPE)，以同时处理负极和正极面临的界面问题。

图1. BDFPE的聚合过程及表征

研究表明，BDFPE具有快速的离子电导率(5.84 × 10⁻⁴ S cm⁻¹)、较高的Li⁺转移数(0.69)以及电极与固体电解质之间的低界面电阻，在1 mA cm⁻²和1 mAh cm⁻²循环1800 h后，可以使Li||Li对称电池实现平滑无枝晶锂沉积。

此外，Li||LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂电池表现出良好的倍率性能，原位构建了稳定的磷酸盐基CEI层。特别地，DFT研究表明，功能添加剂FEC和TEP参与了界面的形成。因此，该工作为高能量密度锂金属电池的负极和正极界面提供了一种有前途的设计策略。

图2. BDFPE的全电池性能与表征

Designing Bidirectionally Functional Polymer Electrolytes for Stable Solid Lithium Metal Batteries, Advanced Energy Materials 2023 DOI: 10.1002/aenm.202203892