近日，北京化工大学材料学院陈仕谋教授团队在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition上发表重要文章，论文题为“Designing a Refined Multi‐Structural Polymer Electrolyte Framework for Highly Stable Lithium‐Metal Batteries”。

锂金属电池（LMBs）因其高能量密度和低负极电位而被视为一种极具前景的电化学储能系统。然而，LMB在实际应用中面临锂枝晶生长、循环寿命不足等挑战。本文设计了一种精细多结构聚合物电解质(RMSPE)框架，以提供丰富的微纳米多孔结构，促进Li⁺的快速传输（如下图所示）。RMSPE通过聚合诱导相分离自发组装，将刚性液晶(LC)单元和亲锂的醚氧链段整合在一起，促进均匀多孔纳米结构的形成。通过对相分离的精确调节，获得了超高的离子电导率和机械强度。得益于优良的设计，RMSPE的离子迁移数（t_Li+）高达0.7，离子电导率高达1.91 mS cm⁻¹，室温下具有5.1 V的宽电化学窗口。组装的LiFePO₄ //Li全电池在1C倍率条件下经过3300多次循环具有~147 mAh g⁻¹的高容量，即使在−35°C条件下仍具有出色的放电容量。此外，RMSPE还展示了良好的高电压耐受性和与多种高电压正极材料的兼容性，包括LiMn_0.6Fe_0.4PO₄、LiCoO₂和LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂。这些特性证明了RMSPE在开发高性能锂金属电池方面的潜力，尤其是在低温条件下的应用前景。

北京化工大学材料学院博士生马维廷、本科生崔秀瑞为本文共同第一作者，北京化工大学陈仕谋教授以及悉尼科技大学陈勇、汪国秀教授为通讯作者，北京化工大学为第一完成单位。本工作得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202415617