近日，环境与化学工程学院蒋永研究员课题组在国际知名期刊《Advanced Materials》上发表高比能量固态锂金属电池用超薄（约7.8 μm）固态电解质的研究成果，论文题目为“Ultrathin Polymer Electrolyte With Fast Ion Transport and Stable Interface for Practical Solid-state Lithium Metal Batteries”。
锂金属电池因其高能量密度而被视为最有前途的下一代先进能量存储系统。使用超薄固态聚合物电解质替代传统液态电解质以开发固态锂金属电池，被认为是实现安全、高能量密度能量存储的有效且有前景的策略。然而，研制高离子电导率且抗枝晶能力强的超薄聚合物固体电解质仍然面临巨大的技术挑战。
超薄高离子导聚碳酸酯类固态电解质设计理念
该团队提出了一种可扩展制备高性能超薄（约7.8微米）聚碳酸酯基电解质的方法，通过电解质结构工程和相分离衍生的聚偏二氟乙烯-六氟丙烯（PVH）多孔支架实现，无需额外添加液体添加剂。该电解质独特的分子设计使其室温离子导电率达到4.8×10−4S cm−1，极限电流密度达到11.5 mA cm−2。固态锂对称电池在0.5 mA cm−2电流密度下实现了超长循环寿命（> 6000小时）。此外，Li|LiCoO2电池在4.5 V的高工作电压下可稳定循环1500次以上，所制备软包电池能量密度可达495 Wh/kg。这项工作为开发高能量固态锂金属电池用超薄固体电解质提供了新的思路。
文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202510376
据悉，此项研究工作是蒋永研究员和赵兵研究员团队自2025年以来，在Wiley发表的第4篇高质量研究论文。早前的三项研究工作分别针对锂硫电池、锂金属负极骨架、硬碳负极开展研究，先后在《Advanced Functional Materials》期刊发表。
以上研究工作得到国家自然科学基金（22179080, 12275168, 22379091）、上海市科技创新行动计划、中国科学基金会博士后科研项目（GZC20241070）和上海市创新团队的支持。
研究论文链接：
成果一：Multi-effect ionic liquid additives achieve high cycle stability lithium-sulfur batteries by constructing an electrostatic shielding layer and eliminating “dead sulfur’,Advanced Functional Materials, 2025, 35, 2500077. 文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202500077
成果二：Advanced hierarchical lithiophilic scaffold design to facilitate synchronous deposition for dendrite-free lithium metal batteries,Advanced Functional Materials, 2025, 35(11), 2417296. 文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202417296
成果三：Structure regulation of hard carbon with enriched semi-closed ultramicropores for enhanced rapid sodium storage, Advanced Functional Materials, 2025, 35, 2508822. 文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202508822
