中科院突破：高比能固态锂电池研究获重大进展

徽声在线5月21日讯，近日，从中国科学院金属研究所传来一则重要消息，在固态锂电池研究领域取得了一项新的突破。在追求高比能固态锂电池的进程中，聚合物电解质扮演着极为关键的角色，其中聚偏氟乙烯基电解质凭借其高氧化稳定性和出色的离子电导率，成为了科研人员关注的焦点。不过，聚偏氟乙烯本身属于弱配位基体，在制备过程中需要依赖残留的极性溶剂，像二甲基甲酰胺这类物质充当“增塑剂”，以此推动离子的传输。但这些传统的增塑剂虽然与聚合物有着良好的互溶性，却存在明显的短板——电化学稳定性欠佳。在电池运行过程中，它们容易在电极界面持续发生分解反应，这不仅影响了锂负极的可逆性，还限制了其与高压正极的兼容性，成为制约固态锂电池性能提升的一大难题。

与此同时，那些电化学稳定性理想的增塑剂，例如环丁砜、碳酸乙烯酯等，却面临着与聚偏氟乙烯热力学不相容的问题。这种不相容性导致难以制备出均匀的电解质薄膜，使得固态锂电池的性能提升再次陷入困境。为了攻克这一“相容性与电化学稳定性难以兼得”的关键瓶颈，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心先进炭及二维材料研究部的科研团队展开了深入研究，并提出了一种创新的相容溶剂辅助塑化通用制备策略。该团队巧妙地引入挥发性相容溶剂，通过这种方式显著降低了混合体系的有效相互作用参数，成功克服了热力学排斥作用，从而获得了均相溶液。在成膜阶段，随着相容溶剂迅速挥发，体系的粘度急剧升高，增塑剂被牢牢锁定在聚合物三维网络结构之中，最终实现了原本不相容的增塑剂的均匀塑化。这一创新成果为高比能固态锂电池的研发开辟了新的道路，相关研究论文已发表在权威学术期刊《美国化学会志》（JACS）上。