固态复合电解质研究获重要进展

近日，中国科学院东莞材料科学与技术研究所/松山湖材料实验室研究员刘利峰团队联合华南师范大学教授舒东团队、南京信息工程大学教授张磊团队，选用商用高碱玻璃纤维（GF）隔膜作为多功能骨架，通过原位聚合构筑玻纤支撑固态复合电解质（GF-SCE），利用高碱硅酸盐玻璃自身的表面化学特性与多级孔结构，使传统以机械支撑为主的纤维骨架兼具锂盐解离、离子输运和界面调控功能。相关成果发表于学术期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）。

高碱玻璃纤维支撑固态复合电解质的制备、结构及功能设计。研究团队供图

固态锂电池在提升安全性和能量密度方面具有潜力，但其进一步发展不仅取决于电解质的电化学性能，也受制于材料成本、制造工艺和规模化适配能力。现有固态复合电解质（SCE）常采用多孔纤维作为支撑骨架，但聚丙烯、纤维素等常用纤维骨架自身化学活性有限，主要起结构支撑作用。如何在不过多增加材料和工艺复杂度的前提下，使骨架同时参与离子输运与界面调控，是该类电解质性能进一步优化的关键问题。

针对这一难题，研究团队重新发掘成熟工业高碱玻璃纤维的功能价值。该类玻璃纤维由多组分硅酸盐网络构成，其中Na2O和K2O总含量为14.53 wt%。碱金属调节形成的极性表面环境，结合GF高孔隙率、低曲折度的纤维网络，可改善电解质前驱液浸润，促进锂盐解离和Li+迁移。基于此，团队将PEGDA/LiTFSI/FEC前驱体系原位固化于GF骨架内部，形成兼具结构支撑、离子调控和界面稳定作用的GF-SCE。