进步能量密度是人们对锂离子太阳 永久的寻求，出格是在最近几年来补贴政策的鞭策下，能源太阳 的能量密度延续进步，可是在现有的系统下能量密度最高可以或许或许到达350Wh/kg，延续进步能量密度就须要接纳新的锂离子太阳 系统。在浩繁的高能量密度系统中，全固态太阳 无疑是今朝最有但愿的挑选，全固态太阳 不只手艺成熟度绝对较高，也具备像Goodenough、崔屹等一批国际顶尖学者的撑持，国际外浩繁锂离子太阳 企业也将全固态太阳 手艺作为首要的下一代手艺储蓄。

全固态电解质颠末多年的成长，在常温离子电导率方面已完成了冲破，比方石榴石、硫化物等固态电解质的电导率已与碳酸酯类液态电解质相称，此刻固态电解质面对的题目集合在太阳 布局的设想上，具备较高电导率的电解质常常塑性差、加工机能不好，是以电解质与活性物资之间的打仗就成了比拟凸起的题目，是以今朝很多研讨也将核心集合在了电极界面的设想上，比方咱们之前曾报道Goodenough老爷子在本年的4月份在JACS上发文提出了一种“玻璃电解质”-聚合物电解质串连的情势，处理了正极与固态电解质打仗不良的题目。克日斯坦福大学的崔屹传授在顶级期刊AdvancedMaterial上发文提出了一种双交联（共价键和氢键交联）塑性固态电解质设想，在坚持杰出的电导率(0.25mS/cm)的同时也坚持了优良的机器特征，接纳该固态电解质的Li／LFP太阳 在轮回300次后依然可以或许或许坚持152mAh/g的容量阐扬，在严峻的机器滥用环境下也不会产生热失控，极大的进步了锂离子太阳 的宁静性。

尝试中JeffreyLopez（本文一作）接纳弹性聚环氧丙烯（ePPO）作为聚合物电解质，此中含有两种键：共价键和氢键，此中共价键可以或许或许供给充足的机器强度，氢键则可以或许或许产生断裂，接收必然的应变，作者还在ePPO中增添了纳米SiO2和LiTFSI（锂盐），和PC以下降电解质的玻璃化温度，进步电解质在常温下的电导率。

从下图可以或许或许看到，跟着LiTFSI的增添量的逐步增添，固态电解质的玻璃化改变温度逐步进步，当LiTFSI的浓度进步到41%，固态电解质的玻璃化改变温度进步到了48℃，同时也可以或许或许察看到室温下LiTFSI含量为30%和41%的固态电解质很是生硬，弹性很差，这也限定了其在常温下的离子电导率，为此JeffreyLopez还向此中增添了30%的PC，使得固态电解质的玻璃化改变温度下降到了-60℃，作者以为PC在这里的感化与传统的电解液中差别，并不会间接为Li+分散供给通道，而是增进固态电解质片断的迁徙速度，从而晋升电解质的离子电导率。

为了申明PC不间接到场Li+分散这一点，作者还对了增添PC的电解质与不增添PC的电解质在差别温度的下的电导率，从下图中可以或许或许看到在玻璃化改变温度以上时，两种电解质的电导率几近是不异的，是以标明固然电解质中增添了30%摆布的PC，可是PC并不会间接对电解质的电导率产生进献，首要仍是硬化电解质，进步电解质骨架碎片的迁徙速度，从而晋升电解质的电导率。

锂盐浓度也会对电解质的电导率产生较着的影响，与液态电解液差别的是在固态电解质中电解质的电导率会跟着锂盐浓度的增添而延续晋升，同时作者还向此中增添了少许的纳米SiO2，经由进程这些办法使得电导率终究到达了0.25mS/cm。

该电解质不只具备杰出的离子电导率特征，还具备很是好的机器特征，可以或许或许蒙受125%的形变，并且一旦外力撤去，该电解质还可以或许或许疾速规复外形，这对顺应金属Li负极在充放电进程中的形变和防止金属Li枝晶穿透固态电解质具备首要的意思。

高离子电导率和杰出的机器特征使得ePPO电解质成了金属太阳集团 抱负的固态电解质的挑选，作者以LFP为正极（PVDF粘结剂），金属Li为负极，ePPO为固态电解质（200um厚）组装了全太阳 ，从轮回伏安曲线上看该太阳 具备很是好的可逆性，并在轮回中也不较着的副反映，标明ePPO固态电解质在该系统中具备很是好的电化学不变性。

Li/LFP太阳 在0.2C倍率下的轮回曲线，同图中可以或许或许看到该太阳 具备很是好的轮回不变性，在第6次轮回时正极资料容量阐扬152mAh/g，轮回300次后正极资料的容量阐扬依然可以或许或许到达144mAh/g，容量坚持率到达95%，远远好过已报道的近似电解质的轮回数据（大都在10-100次）。同时得益于固态电解质的高离子电导率，使得该固态太阳 可以或许或许在中等电流密度（0.2C）下停止任务。

除超卓的电导率外，ePPO固态电解质杰出的机器特征还为接纳该电解质的固态太阳 带来了超卓的机器特征。作者根据ePPO（60%）、LFP（35%）和CNT（5%）的比例建造了夹杂正极，接纳金属锂作为负极建造了全太阳 ，同时在太阳 中加入少许的液态电解液（划重点）以进步电极界面处的Li+电导率。该太阳 表现出了优良的轮回机能（以下图a所示），在第2次轮回时该太阳 的正极容量阐扬为149mAh/g（0.33C），颠末100次轮回后正极容量阐扬依然可以或许或许啊到140mAh/g，容量坚持率到达94%。

在取得优良的轮回机能的同时，该太阳 还坚持了很是好的机器特征和宁静性，从下图可以或许看到用锤子敲击太阳 的测试成果可以或许发明，通俗的液态电解质太阳 在蒙受到狠恶的敲击后太阳 产生短路，而接纳ePPO固态电解质的太阳 则胜利经由进程了测试，不产生短路。对接纳ePPO固态电解质的太阳 停止曲折和剪切等操纵后，该太阳 都可以或许或许一般任务，表现出了极佳的宁静特征。

崔屹传授接纳弹性聚环氧丙烯电解质连系共价键和氢键的特征，岂但具备较高的离子电导率，还坚持了很是好的机器特征，使得全太阳 可以或许或许在中等电流密度下停止任务，大幅改良了固态太阳 的倍率和轮回特征，同时得益于ePPO固态电解质杰出的机器特征，使得接纳该电解质的固态太阳 具备很是好的不变性，不只在锤击、弯折等测试中顺遂经由进程，即使是将其剪断，该太阳 依然可以或许或许一般任务，大幅晋升了锂离子太阳 的宁静性。