液态电解液泄漏、易燃、爆炸等安全问题已成为大功率可充电锂电池应用亟待解决的关键问题。为了克服这些缺点并保持锂离子电池的高性能,具有高柔韧性、高安全性的固态聚合物电解质应运而生。与液体电解质相比,固态聚合物电解质具有低易燃性、高机械强度、高热稳定性以及高循环稳定性等优点,在保证安全性的同时又能提高能量密度,是下一代高性能高安全性锂电池发展的关键方向。
研发团队研发了木质素基单离子聚合物电解质,以其为骨架进一步制备出厚度仅13 µm的能量密集型超薄柔性全固态电解质,组装的电池在0.2 C下电池首次放电比容量达到158 mAh g-1,循环730圈后,可逆容量仍可保持为106 mAh g-1,库伦效率接近100%;并且具有一定的低温性能,-20 oC下初始放电比容量达到100 mAh g-1以上。此外,组装的锂对称电池在大电流密度0.5 mA cm-2下可在13 mV极小电压下实现稳定循环4000 h以上,显著抑制锂枝晶增长,达到了安全运行的效果。