用于可充电锂金属电池的安全、柔性且高性能的凝胶聚合物电解质

由于兼具良好的电化学性能和更高的安全性，使用凝胶聚合物电解质（GPE）构建高性能可充电锂金属电池（LMB）引起了广泛关注。在此，我们报道了一种简便且可规模化的一锅法制备 GPE 的方法，该方法基于聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）聚合物基质中高度安全的高聚乙二醇二甲醚（PEGDME）增塑剂。所制备的 GPE 在室温下表现出优异的安全性（不燃性以及高达 250 °C 的热稳定性）和卓越的电化学性能（3.4 × 10–4 S cm–1 的高离子电导率和高锂离子迁移数）。此外，使用该 GPE 的高负载 LiFePO4（6–7 mg cm–2）LMB 在纽扣电池构型下表现出良好的倍率响应和高容量（C/10 下约为 1 mAh cm–2），并在 60 次循环后保持率高达 98%。值得注意的是，原型软包电池（C/10 下约为 19 mAh）提供了显著的安全性、机械柔韧性以及对弯折和剪切的强耐受性。这些结果表明，所制备的 GPE 是开发在室温下运行的高性能、柔性且安全 LMB 以及超越锂离子技术的其他储能系统的有前途的候选材料。