高压固态锂电池（SSLBs）有望突破高能量密度和安全性的瓶颈。但是，固态电解质需要与高压阴极和锂金属阳极形成可靠的界面。然而，如果使用单一类型的电解质，通常很难满足这一要求。
青岛大学郭向欣、毕志杰等提出了一种聚偏氟乙烯（PVDF）基复合电解质，该电解质具有从“盐包聚合物”（PIS）到“陶瓷包聚合物”（PIC）的分级结构设计，以实现双面界面稳定性。具体而言，以锂盐为主要成分的PVDF为基体，“PIS”电解质具有高达4.8 V的电化学窗口和2.1×10−4S cm−1的离子电导率。同时，通过加入无机纳米粒子，PVDF进一步赋予“PIC”结构以5.0 MPa的高机械强度和电化学稳定性来抑制枝晶的穿刺。
结果，通过将分级电解质（∼16μm）与LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2阴极和锂阳极耦合，得到的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2/Li电池在0.2 C下200次循环后具有83.3 %的显著容量保持率。此外，在0.2 C下具有7.6 mg cm−2高阴极负载的相应软包电池在120次循环后获得89.7% 的优异容量保持率。
图1 材料制备示意及优势
图2 电解质的形貌及电化学特性
图3 全电池性能
Hierarchical-structural design of ultrathin composite electrolytes for high-stability solid-state lithium batteries: From “polymer-in-salt” to “polymer-in-ceramic”. Nano Energy 2025. DOI: 10.1016/j.nanoen.2025.110644