近期，我院彭栋梁教授课题组谢清水教授、王来森副教授等人在锂离子电池聚合物电解质研究中取得重要进展，相关成果以“Tailoring electrolyte phase separation for high-rate solid-state lithium metal batteries”为题发表在《Nature Communications》上。
原位聚合是改善电极与固态电解质界面接触的有效策略，是目前研究聚合物电解质的热门方向。近年来在原位聚合过程中调控聚合物相结构以提升离子电导率方面取得了显著进展，相分离技术为整合多相互补优势、实现机械强度与快速离子传导的平衡提供了可行路径。然而，传统的聚合诱导相分离（PIPS）策略通常需要引入深共晶溶剂或离子液体等额外组分来构建快速离子传导路径，不仅增加了材料和加工成本，也使体系组成复杂化。此外，PIPS的相分离过程难以控制，尤其在形貌和相分离程度方面，导致重现性差、规模化受限。这些固有局限性成为制约PIPS基聚合物电解质实际应用的核心挑战。
面对这一挑战，厦门大学彭栋梁教授课题组谢清水教授、王来森副教授等人提出了一种简便的相分离策略，通过锂盐阴离子在单一溶剂的原位聚合过程中诱导相分离结构。锂盐阴离子与聚合物基体之间的络合使得聚碳酸亚乙烯酯（PVC）从前驱体中析出并分离，从而赋予聚合物电解质一定的机械强度和高效的离子传输能力。基于此，所制备的PVC电解质展现出0.60 mS/cm的离子电导率和0.78的高锂离子迁移数。组装的Li|PVC|LiFePO₄全电池在5 C倍率和30°C下循环4000次后容量保持率达90%。这种原位聚合过程中的盐诱导相分离结构策略有效解决了界面兼容性与离子传输动力学的双重挑战。
该研究工作在谢清水教授、彭栋梁教授、王来森副教授和美国西北大学李坚涛博士的指导下完成，材料学院博士生张世禹为第一作者。该工作得到了国家自然科学基金（52272240, 52431009, U22A20118 和 52571256）、中国中央高校基础研究基金（20720240053）以及表界面化学全国重点实验室的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-74094-w
