浙江大学陆盈盈教授团队：原位聚合氟化电解质用于高压和长循环固态锂金属电池

01 文章导读

随着人们对高能量密度和安全性的要求日益提升，传统液态锂离子电池在实际应用中面临着诸多挑战，特别是在电解液泄漏和易燃性方面。为了解决这些问题，固态聚合物电解质（SPEs）成为了液态电解液的有力替代方案。 特别是通过原位聚合技术合成的SPEs，展现出了在提高界面接触强度和兼容现有工业生产线方面的独特优势 。然而，SPEs在高电压金属锂电池中的电化学稳定性仍是一大难题。为了提升界面均匀性、电化学稳定性和热稳定性，研究人员普遍采用氟化策略，进一步扩展了SPEs在高电压、长循环锂金属电池中的应用潜力。 氟元素凭借其高电负性、极化能力、优异的介电性能、强键合力、稳定性以及疏水性，在实现这些目标中发挥了关键作用 。

浙江大学陆盈盈教授团队 的综述文章 总结了近期原位聚合的氟化SPEs在锂金属电池领域的研究工作 。深入探讨了氟化SPEs如何通过其独特的作用机制，改善SPEs与电极之间的界面稳定性。同时，概述了当前的氟化策略和原位聚合策略对电池性能的影响。此外，还讨论了现有原位聚合氟化SPEs工艺中的挑战和问题，并提出了切实可行的改进策略供业界参考。

图文摘要

上述成果发表在 Industrial Chemistry & Materials ，题为：In situ polymerization of fluorinated electrolytes for high-voltage and long-cycling solid-state lithium metal batteries。欢迎扫描下方二维码或者点击文末“阅读原文”免费阅读、下载！

02 本文亮点

03 图文解读

目录

04 总结与展望

原位聚合技术 在固态电解质的制备中展现出 良好的界面兼容性 ，且与工业电池生产线高度适配。 通过氟化策略，电解质可以形成富含LiF的界面层 ，防止电极与电解质之间产生枝晶，显著提升电池的循环寿命。同时，C-F键的强电化学稳定性使其与高电压正极材料兼容，并提供优异的热稳定性。因此，氟化SPEs的原位聚合技术在设计高电压、长循环寿命的锂金属电池（LMBs）方面具有巨大的潜力。

尽管如此，实际应用中仍然存在多项挑战亟待解决， 包括氟化单体和添加剂的选择、聚合条件的优化、膜的支撑性能以及氟化SPEs的环境影响等 。未来研究应该在提升技术性能的同时，兼顾环境友好性，例如开发可降解的氟化SPEs或通过绿色化学方法减少有害副产物。此外，借助计算模拟设计分子结构，并通过实验验证其可行性，或将成为氟化SPEs技术发展的重要方向。在迈向高效、可持续能源存储的道路上，平衡电池性能与环境影响将是未来的重要课题。