随着便携式电子设备和电动汽车的广泛普及和成功应用，锂离子电池在能量密度，安全性和灵活尺寸方面也将面临越来越多的挑战。采用固体电解质的全固态锂电池可以很好地解决上述问题。在所有固体电解质中，基于聚环氧乙烷(PEO)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈和聚偏氟乙烯-六氟丙烯的固体聚合物电解质(SPEs)由于其相对宽的电化学窗口、良好的柔性、和容易处理被认为是全固态锂电池的理想选择。然而，随之而来的离子导电性、厚度、强度、锂负极稳定性等方面的缺陷严重阻碍了全固态电池的应用。
鉴于此，来自于中国科学院宁波材料技术与工程研究所姚霞银研究员等人提出了一种具有超薄、高强度、界面相容性好的柔性全固态锂金属电池SPE的设计方案，其中多孔聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯（PMMA-PS）界面层紧密地附着在PE隔膜的两侧，有效的改善了电解质和电极之间的界面相容性。该研究以题为“10 μm-Thick High-Strength Solid Polymer Electrolytes with Excellent Interface Compatibility for Flexible All-Solid-State Lithium-Metal Batteries” 的论文发表在最新一期《 Advanced Materials》上。
文章亮点：
(1) 制备10μm厚的SPEs在室温下具有34.84 mS的超高离子电导率和103.0 MPa的优异力学性能，延伸率高达142.3%。
(2) 采用优化后的固体电解质组装成的Li//Li对称电池可在60°C下稳定循环超过1500小时。此外，组装的LiFePO 4//Li软包电池也可以在1 C下稳定地循环1000次以上，且具有76.4％的容量保持率。
(3) 组成的LiCoO 2//Li软包电池表现出良好的性能循环和倍率性能。在0.1C和0.2C的电流密度下均可稳定循环100圈。此外，基于多孔聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯电解质的软包电池也具有良好的柔韧性和安全性。在多种弯曲状态下，电池均能持续工作，更重要的是，即使将软包电池切割后也不会出现短路。经过三次切割，剩余的软包单元仍可以继续点亮LED设备。
图1电解质制备工艺示意图以及表征
图2 电池的柔性展示
文章链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202100353
来源：高分子科学前沿
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