在全球电动车与储能产业迅猛发展的背景下，更高的能量密度、更长的使用寿命以及更高的安全性已成为下一代电池技术的迫切需求。全固态锂电池作为下一代“明星”技术受到了业界的高度期待，有望在能量密度和安全性上实现革命性突破。然而，将全固态锂电池真正推向实用化仍面临多重挑战，其中兼具高稳定性和高电化学性能的固态电解质材料的开发是关键。聚合物电解质取代液态电解液成为一条重要路径，但传统聚合物电解质普遍存在室温锂离子导电率和离子迁移数低的缺陷，导致电池实际使用中易出现极化加剧、效率降低的问题。更严重的是，一些聚合物电解质在高电压条件下不够稳定，或在电极界面产生副反应产物，显著缩短电池寿命。

针对以上问题，徐吉静教授课题组近日提出了一种基于配位驱动的交联策略，将金属有机多面体与纤维素基共聚物进行配位，成功构筑出锂化超交联金属有机多面体聚合物（CHMOP-Li），并用作固态锂电池的固态电解质材料。这一网络结构建立了连续的离子传输通道，实现了快速的锂离子输运，在25 °C条件下展现出高达1.02×10−3S/cm的锂离子导电率，0.75的锂离子迁移数和4.72V的电化学窗口，克服了现有聚合物固态电解质离子传输的固有限制。得益于CHMOP-Li电解质膜优异的机械稳定性和界面相容性，其组装的锂对称电池在长达3200小时的循环中未出现短路现象。更值得关注的是，当该电解质应用于固态锂金属电池时，其能量密度可达300 Wh/kg，循环寿命200次，袋式电池在弯折、断裂等极端情况下也能稳定地为发光二极管供电。这项研究为设计高性能、可持续的新一代固态锂电池提供了新的解决思路。相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e20241572。

基于配位驱动交联聚合物电解质的固态锂电池的电化学性能。