固態(tài)鋰金屬電池(SSLMB)的性能常常受到聚乙二醇(PEO)基電解質(zhì)低離子電導(dǎo)率、窄電化學(xué)窗口以及機(jī)械強(qiáng)度不足的限制。

研究者受海星“外柔內(nèi)剛”結(jié)構(gòu)的啟發(fā)利用靜電紡絲技術(shù)設(shè)計了一種多功能“海星型”復(fù)合聚合物電解質(zhì)(CPEs)。這種CPEs由聚丙烯腈/金屬有機(jī)框架/離子液體（PAN/MOFs/ILs）組成的三維剛性骨架網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，形成了連續(xù)且高效的鋰離子傳輸通道：MOFs提供剛性支撐，PEO作為緩沖外層提高界面相容性，離子液體降低界面阻抗。該CPEs表現(xiàn)出優(yōu)異的離子電導(dǎo)率(4.37×10?? S cm?1)、寬電化學(xué)窗口(5.34 V)、均勻的鋰離子通量以及較高的離子遷移數(shù)(0.69)。

基于這些協(xié)同優(yōu)勢，Li/CPEs/Li對稱電池在超過1300小時內(nèi)表現(xiàn)出卓越的枝晶抑制能力，而LiFePO?/CPEs/Li電池在1.0 C倍率下循環(huán)2100次后容量保持率達(dá)90.1%，創(chuàng)下了基于MOF/PEO的SSLMB的最佳性能紀(jì)錄。