用于锂金属固态电池的聚合物电解质锂盐研究进展

单离子传导聚合物电解质 (SIPE/SICPE) 的设计与构效关系

该组研究核心在于通过化学合成将阴离子共价锚定在聚合物主链、支链或无机骨架上,旨在从根本上消除浓度极化并提高锂离子迁移数(tLi+)。涵盖了氟化改性、硼酸盐链结构、3D交联网络以及纳米纤维增强的单离子导体,致力于解决SIPE电导率较低的瓶颈。

多尺度无机/框架填料复合与协同增强策略

通过引入金属有机框架 (MOF)、共价有机框架 (COF) 及各类无机纳米填料(如氧化物、氯化物、MBene、石墨烯、陶瓷电解质颗粒等),利用路易斯酸位点捕捉阴离子、促进锂盐解离并构建快速离子传输通道,同时提升电解质的机械模量。

新型锂盐分子设计、溶剂化调节与深共晶体系

侧重于锂盐化学结构的创新(如LiDFFSI、高盐浓度体系)以及通过引入离子液体、增塑剂或利用深共晶溶剂(DES)调节溶剂化鞘层结构。通过弱配位相互作用或强极性官能团促进盐解离,实现高导电率和优异的充放电动力学。

原位聚合工艺与三维结构化电解质设计

研究探讨利用原位聚合(In-situ polymerization)技术在电池内部构建无缝界面接触,或通过分子工程设计超薄聚碳酸酯、脂肪酮基聚合物及3D交联结构,旨在改善电极/电解质的物理接触及高压环境下的化学稳定性。

多功能界面工程、安全性调控与梯度结构

通过表面涂层保护、界面添加剂(如LiNO3)或构建浓度梯度结构(如PEO/LLZTO/LATP)来稳定锂金属负极和高压正极。同时涵盖了热关断保护、富LiF/Li3N界面层诱导生成等提升全电池循环寿命与安全性的研究。

高性能骨架支撑体系与机械增强技术

侧重于利用静电纺丝纤维(PAN、芳纶)、纤维素纳米纤维、气凝胶骨架以及半互穿网络结构。这些骨架不仅提供了优异的机械强度以物理阻隔锂枝晶,还能实现电解质的超薄化,从而大幅提升电池的能量密度。

离子输运机制的基础动力学与理论计算

利用密度泛函理论(DFT)、分子动力学(MD)模拟、中子散射技术及数据科学方法,深入探讨纳秒级溶剂化动力学、电荷相关性、离子配位环境及输能垒,从分子层面揭示聚合物电解质的导电机制。

用于锂金属固态电池的聚合物电解质锂盐研究进展

合并后的分组全面涵盖了锂金属固态电池聚合物电解质锂盐研究的关键维度。从化学底层的单离子导体设计与锂盐溶剂化调节,到物理层面的无机/框架复合、纤维骨架增强及梯度结构设计,再到工艺层面的原位聚合成型,最终结合界面工程与理论机制模拟。这些研究共同构建了从提高离子导向性、抑制枝晶生长到增强界面稳定性的系统化解决方案,为高安全性、高能量密度固态锂电池的开发提供了全方位的理论依据和技术路径。

106 篇文献,7 个研究方向
单离子传导聚合物电解质 (SIPE/SICPE) 的设计与构效关系
该组研究核心在于通过化学合成将阴离子共价锚定在聚合物主链、支链或无机骨架上,旨在从根本上消除浓度极化并提高锂离子迁移数(tLi+)。涵盖了氟化改性、硼酸盐链结构、3D交联网络以及纳米纤维增强的单离子导体,致力于解决SIPE电导率较低的瓶颈。相关文献: Xuan Dong et. al, 2023 等 29 篇文献
多尺度无机/框架填料复合与协同增强策略
通过引入金属有机框架 (MOF)、共价有机框架 (COF) 及各类无机纳米填料(如氧化物、氯化物、MBene、石墨烯、陶瓷电解质颗粒等),利用路易斯酸位点捕捉阴离子、促进锂盐解离并构建快速离子传输通道,同时提升电解质的机械模量。相关文献: Yi Liang et. al, 2025 等 21 篇文献
新型锂盐分子设计、溶剂化调节与深共晶体系
侧重于锂盐化学结构的创新(如LiDFFSI、高盐浓度体系)以及通过引入离子液体、增塑剂或利用深共晶溶剂(DES)调节溶剂化鞘层结构。通过弱配位相互作用或强极性官能团促进盐解离,实现高导电率和优异的充放电动力学。相关文献: S. T. C. Ndruru et. al, 2024 等 13 篇文献
原位聚合工艺与三维结构化电解质设计
研究探讨利用原位聚合(In-situ polymerization)技术在电池内部构建无缝界面接触,或通过分子工程设计超薄聚碳酸酯、脂肪酮基聚合物及3D交联结构,旨在改善电极/电解质的物理接触及高压环境下的化学稳定性。相关文献: Keding Chen et. al, 2025 等 12 篇文献
多功能界面工程、安全性调控与梯度结构
通过表面涂层保护、界面添加剂(如LiNO3)或构建浓度梯度结构(如PEO/LLZTO/LATP)来稳定锂金属负极和高压正极。同时涵盖了热关断保护、富LiF/Li3N界面层诱导生成等提升全电池循环寿命与安全性的研究。相关文献: 张雯婷 et. al, 2024 等 17 篇文献
高性能骨架支撑体系与机械增强技术
侧重于利用静电纺丝纤维(PAN、芳纶)、纤维素纳米纤维、气凝胶骨架以及半互穿网络结构。这些骨架不仅提供了优异的机械强度以物理阻隔锂枝晶,还能实现电解质的超薄化,从而大幅提升电池的能量密度。相关文献: Elisabeth Springl et. al, 2025 等 8 篇文献
离子输运机制的基础动力学与理论计算
利用密度泛函理论(DFT)、分子动力学(MD)模拟、中子散射技术及数据科学方法,深入探讨纳秒级溶剂化动力学、电荷相关性、离子配位环境及输能垒,从分子层面揭示聚合物电解质的导电机制。相关文献: Qinyu Zhu et. al, 2024 等 6 篇文献