高性能固体电池电解质

一种真正的固态、高导电性电解质​​已经被设计出来，使固态锂电池触手可及。电池以化学方式存储能量，并依赖于带电离子通过电解质在阴极和阳极之间的移动。在电池历史的大部分时间里，这种电解质一直是液体，尽管研究长期以来一直在寻找固体替代品。基于聚环氧乙烷 (PEO) 的固体聚合物电解质于 20 世纪 70 年代开发，具有许多吸引人的特性，包括安全性。(与当今的锂离子电池不同，采用聚合物电解质的电池在电动汽车或飞机货舱内损坏后不太可能起火。)不幸的是，聚合物电解质在室温下的离子电导率太低而无法实用。

最近生产并被描述为“固态”的其他电解质实际上含有凝胶。Quanfeng Dong 及其同事设计并合成了由 1,3-二氧戊环 (DOL) 和季戊四醇缩水甘油醚 (PEG) 组成的交联聚合物的固态电解质。这种本征聚合物电解质 (IPE) 具有三维 (3D) 网状结构，室温下离子电导率高达 0.49 毫西门子/厘米，远高于 PEO。本征聚合物电解质的锂离子迁移数高达0.85。采用固有聚合物电解质制成的电池在 300 次充放电循环后仍保留 90% 以上的存储容量。作者表示，该材料可能是下一代高能量密度全固态锂电池的不错选择。