电位门控聚合物集成可逆离子传输与存储推动固态电池发展

来自某研究团队的研究人员针对固态电池高界面电阻和扩散缓慢的问题，开发了一种一体化聚合物电极-电解质材料P(EO2-S3)。该材料通过共价整合乙烯氧基和三硫键，实现优异的离子传导性（491.7 mAh g?1可逆容量）和低于2.5 V的氧化还原活性。柔性器件经历20000次弯曲循环仍保持稳定，作为LiFePO4阴极活性材料使电极能量密度达585.9 Wh kg?1，为高能量柔性固态电池提供新平台。

　　

研究人员开发出一种全功能聚合物电极-电解质材料P(EO₂-S₃)，该材料通过共价键整合乙烯氧基(ethylene oxide groups)实现锂离子(Li⁺)传输功能，同时利用三硫键(trisulfide linkages)作为氧化还原活性位点。作为固态电解质时展现优异离子传导性，而在低于2.5 V（相对于Li?/Li）电位下激活可逆氧化还原反应，提供高达491.7 mAh g^?1的可逆容量。采用P(EO₂-S₃)同时作为阴极和电解质构建的集成电池(P(EO₂-S₃)@CP|P(EO₂-S₃)|Li)在保持电化学循环稳定性的同时，显著加速了电化学反应动力学，柔性器件经历20000次弯曲测试后仍维持性能稳定。作为磷酸铁锂(LiFePO₄)的氧化还原活性阴极材料，基于LiFePO₄质量计算的复合阴极容量提升至358.3 mAh g^?1，电极能量密度达到585.9 Wh kg^?1。该研究开创了集离子传输与存储功能于一体的多功能聚合物新范式，为柔性高能量固态电池提供了创新技术平台。