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  固態(tài)聚合物電解質(zhì)（SPE）作為低安全性的小分子有機液態(tài)電解質(zhì)（LE）未來的潛在替代者之一，在高比能的鋰電池中極具發(fā)展前景。然而，其實際應(yīng)用面臨界面性能差和離子電導(dǎo)率低兩大關(guān)鍵挑戰(zhàn)。現(xiàn)有的解決策略主要是在SPE中引入適量有機溶劑或增塑劑，但這違背了其安全性設(shè)計的初衷。因此，高比能鋰電池在發(fā)揮性能優(yōu)勢的前提下高效解決火、熱安全問題，成為實現(xiàn)其大規(guī)模實際應(yīng)用的關(guān)鍵。

圖1. LPE的優(yōu)勢對比及在鋰電池中表現(xiàn)出的多方面優(yōu)點

圖2 PPZ表征及其LPE阻燃性測試

圖3 LPE基鋰電池組裝及電池性能

圖4 LPE基鋰電池的綜合安全性測試

  如圖4所示，無溶劑的LPE能夠顯著抑制電池?zé)崾Э�；基于LPE的軟包電池能夠穩(wěn)定循環(huán)80圈且容量沒有衰減，庫倫效率＞99%；軟包電池在高達210 ℃的高溫下仍然能正常工作，且在真空下加熱90 ℃也能正常使用；LPE賦予了軟包電池阻燃性；此外，LPE基軟包電池能抵抗穿刺、剪切等物理破壞。

  該工作以“Non-flammable solvent-free liquid polymer electrolyte for lithium metal batteries”為題發(fā)表在《Nature Communications》上（Nat Commun 2023, 14, 4617）。文章的第一作者是四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院教育部環(huán)境與火安全高分子材料協(xié)同創(chuàng)新中心的朱國銳博士，文章通訊作者是王玉忠院士和吳剛教授。該研究得到國家自然科學(xué)基金、四川大學(xué)理科特色方向培育計劃等項目的資助。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-40394-8