近期，赵勇课题组在含硅高分子准固态锂金属电池领域取得新进展，相关成果以“A Multifunctional Silicon-Doped Polyether Network for Double Stable Interfaces in Quasi-Solid-State Lithium Metal Batteries”为题，在国际化学期刊《Small》上发表。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202106395

聚合物基准固态电解质（QSE）是解决锂金属电池安全问题的有效手段，其电池的长循环稳定性要求准固态电解质与正极和负极之间同时具有稳定的固体电解质界面（SEI）层。本研究中，研究人员通过原位聚合方法，成功地将含硅单元引入到聚醚中得到了含硅聚醚高分子。含硅聚醚不仅可以同时在正极和负极表面诱导形成稳定且具有较高离子传导率的富含Li_xSiO_y的SEI层，解决了准固态锂金属电池中电解质与正负极难以相容的问题。同样重要的是，含硅聚醚高分子形成的交联网络骨架可以显著抑制液态电解质的挥发，提高电池安全性。以含硅聚醚组装的Li|QSE|LiFePO₄准固态电池在1 C（30℃）循环400次后容量保持率高达97.5%，在1000次循环后容量保持率达78.1%。此外，对于Li|QSE|LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂准固态电池，经过100次循环后，可逆容量几乎没有衰减。本研究通过发展交联结构的含硅聚醚分子，为设计与构建稳定的固态或准固态聚合物电解质并提升锂金属电池性能提供了重要策略。（Small 2021, DOI: 10.1002/smll.202106395）

锂金属电池中含硅聚醚电解质在正负极上形成稳定SEI层的机理示意图

实验室博士研究生张琦为论文第一作者，赵勇教授为论文通讯作者。本工作得到了中组部、国家自然科学基金委、河南省科技厅、河南省教育厅和河南大学的大力支持。