AFM：具有快速锂离子传输的互穿聚合物网络电解质

固态聚合物电解质（SPEs）提供了与电极的亲密接触，并能适应锂负极的体积变化，这使其成为全固态电池（ASSBs）的理想选择；然而，受限的链式摆动、不良的离子复合物解离和受阻的Li⁺传输途径限制了SPEs的离子传导性。

图1 IPNE的结构及其组成部分

台湾成功大学鄧熙聖教授等开发了一种互穿聚合物网络电解质（IPNE），包括基于聚环氧乙烷和聚偏氟乙烯的网络化SPE（分别为O-NSPE和F-NSPE）和双氟磺酰亚胺锂（LiFSI），以解决这些挑战。

预网络化P（PO-EO-PO）诱导合并的PVdF-HFP链的网络化，从而在F_0.15O-IPNE中形成连接的Li⁺传输路径。F_0.15O-IPNE含有LiFSI盐，其中FSI⁻阴离子聚集形成聚合物状结构域，以促进Li⁺扩散。由此产生的PVdF-HFP网络导致形成均匀分布和连接的FSI⁻-聚集域，有利于Li⁺的渗透，而P（PO-EO-PO）网络吸引Li⁺在FSI⁻-聚集域中创建空位，以促进连接域之间的Li⁺传输。

图2 半电池性能

在这种Li⁺传输模式下，F_0.15O-IPNE在30°C时表现出高离子电导率（≈1 mS cm⁻¹）和高t_Li+（0.69）。此外，FSI⁻阴离子位于聚集体中的事实阻止了空间电荷区的形成，从而导致锂负极表面上均匀的锂沉积。

因此，当组装成对称Li||Li电池时，F_0.15O-IPNE的交换电流密度为13 mA cm⁻²，这大大超过了使用液态电解液的电池。采用Li|F_0.15O-IPNE|LiFePO₄的LMB也表现出优于使用液态电解液组装的LMB的充放电循环性能，并达到7 mA cm⁻²的高放电速率。总体而言，这项研究表明，在利用聚合物网络之间的协同关系的同时，为Li⁺传输创建阴离子聚集结构域是开发适合LMB的SPE的一个有前景的策略。

图3 Li|F_0.15O-IPNE|LiFePO₄的性能

Facile Li+ Transport in Interpenetrating O- and F-Containing Polymer Networks for Solid-State Lithium Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202213469

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