均匀的液态受限共聚物凝胶使得锂金属电池能够在宽温度范围内（-20至90°C）正常工作

《Advanced Functional Materials》：Uniform Liquid–Confined Copolymer Gel Enables Wide-Temperature Lithium Metal Batteries (?20 to 90 °C)

凝胶电解质通过3wt%共聚物支架的动态共聚形成拓扑约束结构，解决了高温相分离和低温离子传输问题。该材料在90℃循环300次容量保持81.9%，-20℃仍实现快速传导，并抑制锂金属电池的气体析出和热失控风险。

　　

摘要

凝胶聚合物电解质（GPEs）有望结合液体高离子导电性和固体的机械稳定性，用于锂金属电池。然而，温度引起的相分离在高温下会损害界面稳定性，同时在低温下阻碍锂离子的传输。本文报道了一种液封拓扑结构，该结构将连续的液相限制在超低含量（3 wt.%）的共聚物骨架中，以克服这些限制。通过使用三氟乙基甲基丙烯酸酯和N,N-二甲基丙烯酰胺的动态调控原位共聚反应，构建了一个稀疏但交联的网络，从拓扑上限制了电解质的流动，从而形成了不间断的锂离子传输路径。这种方法使凝胶电解质能够在高达90°C的温度下抵抗相分离或溶剂损失，同时在-20°C时仍保持快速的离子导电性。该GPE在Li||LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂电池中的性能得到了验证：在90°C下经过300次循环后容量仍保持在2.5 mAh cm^?2以上，而在-20°C时容量保留率为81.9%。此外，Ah级别的软包电池在90°C循环条件下也表现出显著的气体释放抑制和热失控抵抗能力。这种基于拓扑结构的设计弥合了类液体离子传输与固态安全性之间的差距，为高能量锂金属电池提供了一种可在宽温度范围内运行的可扩展解决方案。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。