基于亚氨基硼酸酯功能化网络的自修复复合固态电解质实现高性能锂金属电池

为解决传统聚环氧乙烷(PEO)基固态电解质(SPEs)室温离子电导率(IC)不足和抑制锂枝晶能力差的问题，研究人员开发出含亚氨基硼酸酯网络的自修复复合聚合物电解质(I-SHPE)。通过将丁二腈(SN)嵌入阴离子捕获聚合物基质，该材料实现了0.88的高锂离子迁移数(LITN)和快速自修复能力，使锂金属电池(LMBs)在1 C倍率下稳定循环480次容量保持率达88%，为高能量密度电池提供了更安全的电解质解决方案。

　　

这项突破性研究开创性地将亚氨基硼酸酯功能化网络引入固态电解质(SPEs)体系，通过精巧的分子设计解决了困扰聚环氧乙烷(PEO)基电解质的双重难题。传统材料在室温下如同"半瘫痪的离子通道"，不仅离子电导率(IC)低下，更难以遏制锂(Li)枝晶的野蛮生长。研究团队另辟蹊径，构建了具有"智能捕获"功能的聚合物基质，将丁二腈(SN)这位"离子运输专家"请入其中，形成独特的阴离子陷阱结构。这种设计使锂离子迁移数(LITN)显著提升至0.88，意味着锂离子在电解质中如同坐上"专属高铁"，实现快速而有序的定向传输。

更令人惊叹的是，这种亚氨基硼酸酯基聚合物电解质(I-SHPE)展现出"金刚狼"般的自愈能力，机械性能恢复速度远超常规材料。当与SN结合形成I-SN-SHPE复合材料时，产生了1+1>2的协同效应：既保持高离子电导率的"高速公路"，又具备精准调控离子传输的"智能收费站"。实际测试中，装配该电解质的锂金属电池(LMBs)在严苛的1 C倍率下，如同马拉松选手般稳定奔跑了480个循环，容量保持率高达88%。这项研究为突破传统PEO基电解质的天花板提供了全新思路，让高能量密度(ED)且安全的下一代电池从实验室走向产业化迈出关键一步。