两性离子凝胶聚合物电解质实现高离子电导率与锂离子迁移数协同提升，助力稳定锂硫电池研发

为解决锂硫(Li-S)电池中多硫化物穿梭效应和锂枝晶生长难题，研究人员创新设计出含两性离子和聚乙二醇的凝胶聚合物电解质(GPE)。该电解质展现出2.01 mS cm-1的高离子电导率和0.72的Li+迁移数，使电池在-20°C低温下仍保持1272 mA h g-1的比容量，循环400次后单周容量衰减仅0.15%，为高安全性储能器件开发提供新思路。

　　

锂硫(Li-S)电池作为最具潜力的高能量密度储能体系，长期受困于多硫化物穿梭效应和锂枝晶生长两大瓶颈。最新研究通过分子结构设计，将两性离子与交联聚合物网络结合，开发出新型凝胶聚合物电解质(GPE)。这种智能材料不仅具备2.01 mS cm^-1的超高离子电导率，更实现了0.72的锂离子迁移数(t_Li+)，较传统体系提升显著。

在锂铜(Li//Cu)半电池测试中，该电解质将库伦效率从64.96%提升至92.17%，锂对称电池(Li//Li)的循环寿命从140小时延长至500小时，极化电压由0.2 V降至0.05 V。其独特的分子结构有效抑制了锂枝晶生长，同时赋予体系优异的阻燃性能和低温适应性。

当应用于锂硫全电池时，该材料展现出1272 mA h g^-1的超高比容量，在-20°C低温环境下仍保持稳定工作。经过400次循环后，每周容量衰减率仅为0.15%，远优于常规电解质体系。这项研究为开发安全、高效的新型储能器件提供了创新的电解质设计范式。