中山大学Angew：受轮胎启发的固态弹性电解质助力高性能锂金属电池

主要观点总结

该文章介绍了中山大学张鹏副教授团队开发出一种自适应性固态弹性体电解质（PMEC），用于锂金属电池。该电解质结合深共晶电解质、弹性聚合物基质和刚性聚乙烯支架，实现了分子级均匀分散与界面自适应。相关论文发表在Angewandte Chemie上。PMEC的固态电池展现出超2000小时的稳定循环，全电池在0.5 C倍率下循环800次后容量保持率超88%。该设计思路来源于橡胶轮胎的耐久结构，使PMEC兼具柔性与刚性，既维持离子通路连续，又抑制锂枝晶穿透。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景与核心问题

随着电动汽车和可再生能源存储需求的激增，高能量密度锂金属电池的开发成为关键。然而，固态电解质面临离子传导性、机械柔韧性和界面稳定性的平衡问题。

关键观点2: 研究方法与策略

中山大学张鹏副教授团队受橡胶轮胎耐久结构的启发，设计出一种自适应性固态弹性体电解质（PMEC）。结合深共晶电解质、弹性聚合物基质和刚性聚乙烯支架，实现分子级均匀分散与界面自适应。

关键观点3: 研究成果与性能表现

PMEC的离子电导率高达2.37 mS cm −1 ，锂离子迁移数为0.64，界面粘附能高达36.34 J m −2 。基于PMEC的固态电池展现出超2000小时的稳定循环，全电池在0.5 C倍率下循环800次后容量保持率超88%。

关键观点4: 仿生设计思路与三层结构

轮胎的尼龙网增强层对应电解质中的多孔PE支架，液态增塑剂对应离子导体的深共晶电解质，橡胶基质转化为弹性聚合物网络。这种三层结构使PMEC兼具柔性与刚性。

关键观点5: PMEC的优势与验证

PMEC的自支撑薄膜透明度高、可拉伸，邵氏C硬度接近运动鞋底水平。通过各项测试，证明了其卓越的力学与电化学性能。

关键观点6: 全电池性能与实际应用

LFP|PMEC|Li全电池在倍率性能、长循环稳定性方面表现出色。PMEC基软包电池在机械损伤后仍能保持电化学功能完整性，彰显了其鲁棒性。