固態(tài)電池具有高能量密度和高安全性，成為下一代電池的重要發(fā)展方向。聚合物固態(tài)電解質(zhì)因輕質(zhì)、低成本、高柔韌性及易于加工等特點(diǎn)，有望提高電池的能量密度并促進(jìn)規(guī)模化生產(chǎn)。

　　近日，中國科學(xué)院金屬研究所研究員李峰和孫振華團(tuán)隊在聚合物固態(tài)電解質(zhì)研究領(lǐng)域取得進(jìn)展。相關(guān)研究成果以Adaptive ion diffusion in a highly crystalline pure polymer for stable solid-state batteries為題，發(fā)表在《儲能材料》（Energy Storage Materials）上。

　　該研究在高度結(jié)晶的聚環(huán)氧乙烷（PEO）塊體中發(fā)現(xiàn)了離子的自適應(yīng)擴(kuò)散現(xiàn)象并發(fā)展出穩(wěn)態(tài)測量方法，克服了傳統(tǒng)電化學(xué)阻抗譜法難以測量高結(jié)晶純PEO材料中離子傳導(dǎo)能力的局限性，量化了PEO塊體材料在不同溫度下的離子擴(kuò)散系數(shù)。研究表明，PEO材料發(fā)生自適應(yīng)擴(kuò)散后仍保持高結(jié)晶特性，并形成連續(xù)的離子傳輸通道。進(jìn)一步，研究提出了使用高結(jié)晶PEO塊體作為中間層的固態(tài)電解質(zhì)組策略，抑制了鋰絲生長引起的固態(tài)電池軟短路，提升了電池性能。

　　這一成果深化了科學(xué)家對高結(jié)晶聚合物中離子傳輸機(jī)制的認(rèn)識，為開發(fā)更安全、更高效的能源存儲系統(tǒng)提供了新見解。

　　研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金等的支持。

高結(jié)晶PEO塊體中的離子自適應(yīng)擴(kuò)散現(xiàn)象