​北大杨槐Nano Energy：熔喷布增强部分氟化固体聚合物电解质实现超稳定锂金属电池

利用氟化固体聚合物电解质(SPE)在Li金属表面形成稳定的固体电解质界面(SEI)，可以调节Li在循环过程中的沉积行为，是一种很有前途的策略。然而，过量氟化单体的原位聚合反应动力学较弱，聚合度较低。

在此，北京大学杨槐团队提出并通过紫外固化合成了具有熔喷布增强部分氟化SPE。由于熔喷布增强的机械性能和部分氟化策略优化的电化学性能，使得部分氟化熔喷布增强 SPE (PFMC-SPE) 的性能显着提高。PFMC-SPE 具有优异的室温离子电导率 (1.0 mS cm) 和宽的电化学稳定性窗口（高达 5 V）。

此外，Li//LiFePO₄电池可以在1.0 C倍率下稳定工作超过750次循环，30℃下从141.2 mAh g^-1到119.6 mAh g^-1的容量保持率为84.7%。

图1. PFMC-SPE的制备流程

总之，该工作提出了熔喷布增强部分氟化策略。结果表明，SPE中的氟化策略可以稳定锂离子沉积并提高基于SPE的LMB的电化学性能，但过度氟化很容易导致聚合动力学弱和聚合度低。

然而，与廉价的熔喷布相结合，所制备的 PFMC-SPE 在室温下具有 1 mS cm^-1 的高电导率、宽电化学窗口 (~5 V) 和更高的机械强度，并且全Li//LFP电池在30℃下循环750次后可提供119.6mAh g^-1的高放电容量。因此，采用可靠且廉价的熔喷布基固态电解质和部分氟化策略在开发下一代超稳定固态锂电池方面非常有前景。

图2.电池性能

A Meltblown Cloth Reinforced Partially Fluorinated Solid Polymer Electrolyte for Ultrastable Lithium Metal Batteries, Nano Energy 2023 DOI: 10.1016/j.nanoen.2023.109075