近日，福州大学材料科学与工程学院、新能源材料与工程研究院在固态电解质设计与应用方面取得重要阶段性进展，相关成果以“‘Rigid Exterior, Soft Interior’ Design Enables High-Voltage Polyether Electrolytes for Quasi-Solid-State Batteries”为题发表于化学类国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》（影响因子16.1，中科院一区）。继《Advanced Materials》发表重要成果之后，该研究团队再创佳绩，又一最新成果荣登国际顶尖学术期刊。

 

 

 

 

图注：“外硬内软”高压聚醚电解质的设计动机与思路

 

固态电解质因其高安全性以及枝晶抑制能力在锂金属电池中的应用越来越广泛（Song Duan, Yun Zheng* et al., Adv. Mater. 2024, 36, 2314120, ESI 1%, 高被引论文, 2024 Wiley威立中国开放科学高贡献作者奖，材料学院新闻：https://cl.fzu.edu.cn/info/1071/17805.htm），其中聚醚基固态电解质因高离子电导率和优异的界面接触而备受关注，但其在高电压锂金属电池中的进一步应用受限于电解质及电解质/电极界面的不稳定性。

近日，福州大学郑云教授、张久俊院士团队报道了一种基于“外硬内软”设计的新型高压聚醚电解质：以三维含氟网络构筑刚性外壳框架，框架内部则通过强化锂离子-阴离子配位形成独特的柔性溶剂化结构。该电解质在25 ℃下实现了 1.13 mS/cm 的离子电导率，0.85 的锂离子迁移数以及扩展至 5 V 以上的电化学稳定窗口。此外，这种设计还诱导形成“亲盐疏溶剂”界面层，可稳定电解质/电极界面，极大地减少了副反应。所开发的电解质表现出卓越的性能，能够完美兼容各种先进的高压正极，如NCM523，NCM622，NCM811和LCO等。特别的，使用NCM811和锂金属配对的电池在4.5V、1C倍率下能够实现400次循环后保持96.3%的容量，即使在4.6V的高压下，也能实现100次循环后85%的容量保持，为高性能准固态电解质的设计提供全新思路。

 

我院22级博士生段松为该论文的第一作者。福州大学材料科学与工程学院、新能源材料与工程研究院为唯一通讯单位。通讯作者为福州大学郑云教授、廖灿副教授和张久俊院士，论文获得福建省自然科学基金面上项目（2024J01261）、福建省中青年教师教育科研项目（JZ230002）、福建省闽江学者奖励计划项目、首批国家自然科学基金外国资深学者研究基金团队试点项目（22250710676，福州大学新闻：https://news.fzu.edu.cn/info/1011/27470.htm）、福州大学材料科学与工程学院一流学科培优项目等资助。

 

文章信息：S. Duan, L. Zhang, Y. Zheng, Z. Liu, Z. Li, C. Liao, H. Wang, W. Yan, J. Zhang, “Rigid Exterior, Soft Interior” Design Enables High-Voltage Polyether Electrolytes for Quasi-Solid-State Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202502728.

 

文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.202502728