具有凝膠聚合物電解質的鋰金屬電池在寬溫度范圍內的穩定運行是非常令人期待的。然而，離子傳輸動力學的不足和極端溫度下電解質-電極界面的不穩定極大地阻礙了它們的實際應用。
近日，上海交通大學Shenmin Zhu，Hui Pan，上海空間電源研究所Cheng Yang，齊魯工業大學Xiujun Han報道了一種仿生凝膠聚合物電解質，它使高能量密度鋰金屬電池能夠在–30到80°c的寬溫度范圍內穩定工作。
文章要點
1）寬溫度凝膠聚合物電解質是通過使用支鏈聚合物制造的，其側鏈與其不對稱類似物雙偶聯。雙偶極耦合調節Li+配位環境，形成弱溶劑化結構，在極端溫度下提供快速和均勻的Li+沉積。
2）因此，不可燃凝膠聚合物電解質在–40°C時的離子電導率為1.03×10–4 S cm-1，Li+遷移數為0.83。采用LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極的鋰金屬電池在–30°C時的初始放電比容量為121.4 mAh g–1，在80°C時為172.2 mAh g–1，相應的放電電流分別為18.8mA g–1和188mA g–1。此外，軟包電池的比能高達490.8 Wh·kg-1。
參考文獻
Liu, S., Tian, W., Shen, J. et al. Bioinspired gel polymer electrolyte for wide temperature lithium metal battery. Nat Commun 16, 2474 (2025).
DOI：10.1038/s41467-025-57856-w
https://doi.org/10.1038/s41467-025-57856-w
