高熵聚合物固态电解质

刚柔并济 快离子输运

通过多价聚合物配体构建的高熵结构，同步提升机械模量与锂离子传输能力，突破传统聚合物电解质结晶限制。

叶方敏 · Zhixin, Wang · Mengcheng, Li · 张晶 · 王东 · Liu, Meinan · 刘爱萍 · 蔺洪振 · Kim, Hee-Tak · 汪建

Nano Letters 2024

具体参数

离子电导率

{'zh': '2.14 × 10⁻⁴', 'en': '2.14 × 10⁻⁴'} S cm⁻¹

锂离子迁移数

{'zh': '0.55', 'en': '0.55'}

机械模量

{'zh': '6.75', 'en': '6.75'} MPa

对称电池循环寿命

{'zh': '1500', 'en': '1500'} h

全电池初始容量

{'zh': '160', 'en': '160'} mAh g⁻¹

容量保持率

{'zh': '98.7', 'en': '98.7'} %

技术优势

离子电导率翻倍

高熵设计引入多链段无序性，抑制结晶，为锂离子提供更多快速传输通道。

迁移数更高

多价配体上的胺基与锂离子配位，削弱阴离子迁移，提升锂离子选择性输运。

循环超长

对称电池稳定循环 1500 小时，界面副反应少，锂沉积均匀。

全电池稳定

匹配 LiFePO₄ 正极时初始容量 160 mAh g⁻¹，循环后容量保持率达 98.7%。

应用场景

• 固态锂金属电池：替代传统液态电解质，直接匹配锂金属负极组装高安全固态电池。
• 高安全锂电池：聚合物基体不可燃，从源头消除漏液与热失控风险。
• 高能量密度储能：兼容锂金属负极与高压正极，提升单体电芯能量密度。
• 柔性固态电池：膜柔韧且机械强度高，可弯折变形用于可穿戴器件。