通过3D同轴打印技术制备自修复阻燃芯壳聚合物电解质，用于高安全性锂金属电池

《Nano Letters》：Self-Healing Flame-Retardant Core–Shell Polymer Electrolytes via 3D Coaxial Printing for High-Safety Lithium Metal Batteries

针对聚合物电解质易燃、离子电导率低及机械强度不足的缺陷，本研究采用3D coaxial打印技术制备了自修复阻燃核壳聚合物电解质。该结构既防止阻燃剂直接接触电解质，又能在热失控时释放阻燃剂抑制燃烧。实验表明，该电解质具有27.2%的高氧指数、9.22 MPa/67.8%的优异机械性能、250次循环后86.53%的稳定性和2.0 C下的126.20 mA h g?1的速率性能，显著优于现有阻燃电解质。该成果为锂金属电池通过分子级动态硼酸键设计阻燃电解质提供了有效策略。

　　

聚合物电解质的易燃性、低离子导电性和低机械强度限制了其进一步的发展。在这里，我们提出了一种3D同轴打印技术，用于制备自修复阻燃型核壳结构聚合物电解质，用于锂金属电池。这种核壳结构不仅防止了阻燃剂与电解质直接接触，而且在热失控后能够使阻燃剂有效释放到电解质中，从而抑制燃烧。所制备的聚合物电解质具有出色的极限氧指数（27.2%）、高拉伸强度和断裂伸长率（分别为9.22 MPa和67.8%）、优异的循环稳定性（在0.5 C电流下经过250次循环后仍保持86.53%），以及良好的倍率性能（在2.0 C电流下为126.20 mA h g^–1），这些性能均超过了以往报道的阻燃聚合物电解质。这项工作为通过分子层面的纳米级动态交联硼酸盐键来设计阻燃电解质提供了有效策略，适用于锂金属电池。