近日，材料科学与工程学院陈仕谋教授团队在《Nature Communications》上发表了题为“Cationic chain-anchored monolayer enables wide-temperature composite polymer electrolytes for lithium-metal batteries”的研究论文。该工作提出了一种阳离子链锚定的单分子层界面改性策略，可在石榴石（LLZTO）表面构筑疏溶剂-亲锂盐界面，稳定复合电解质内部锂离子输运并抑制界面副反应。优化的聚合物电解质可支撑锂金属电池在宽温度范围内(−25~120 °C)稳定运行。

离子输运对固态锂金属电池的稳定性、容量与安全性能起到关键作用。然而，在宽温条件下，兼具快速离子输运动力学与界面稳定性的高效离子传导，仍是固态锂金属电池面临的巨大挑战。本研究提出了一种阳离子链锚定单分子层策略，在聚偏乙烯-共-六氟丙烯/石榴石基复合聚合物电解质中构建稳定的离子输运通道。通过同步辐射红外光谱，二维固态核磁共振以及各种原位表征手段，研究了界面动态演化过程。研究证实，原位生成类单离子传导的阳离子链锚定单分子层具备疏溶剂阳离子通道，可在复合电解质界面构筑稳固、高效的离子输运通道。基于该电解质的Li||LFP电池在-10 °C/-25 °C低温条件下实现超1630次稳定循环，在120 °C高温下可循环400圈，容量保持率达99%。此外，在-25 °C，4.5 V高压条件下的Li||NCM811电池可稳定循环450圈，容量保持率为82.5%。该工作为准/固态锂金属电池实现宽温域长循环提供了一种有效的技术策略。

该工作第一作者为北京化工大学材料学院2023级博士生彭启敏，北京化工大学陈仕谋教授，澳大利亚悉尼科技大学的陈勇，汪国秀教授和巴伊兰大学Doron Aurbach教授为共同通讯作者，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、中央高校基本业务费等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-78048-0