Constructing the Non‐Flammable Anion Acceptor‐Containing Deep Eutectics‐Based Gel Polymer Electrolyte for High‐Performance Li‐Metal Batteries

材料科学 电解质 离子电导率 化学工程 聚合物 共晶体系 电导率 聚合 离子 相容性(地球化学) 阴极 离解(化学) 电极 离子键合 金属 无机化学 溶解 高分子化学 磁滞 电化学窗口 快离子导体 电化学 电池(电)
作者
Yunxin Shi,Xin Miao,Gang Zhao,Shiying Xiao,Ziyang Guo
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (30)
标识
DOI:10.1002/adfm.202524608
摘要

Abstract Polymer electrolytes have attracted wide attention for Li metal batteries (LMBs) due to their good interfacial compatibility and facile preparation, but the low ionic conductivity, poor Li + transport efficiency and insufficient safety still inhibit their further application. Herein, a non‐flammable anion acceptor‐containing deep eutectic‐based gel polymer electrolyte (NFAA‐DGPE) is prepared by in situ polymerization of poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) in the presence of trimethyl phosphate (TMP) and allylboronic acid pinacol ester (AAPE) additives. TMP coupled with deep eutectic ensures superior non‐flammability of NFAA‐DGPE, while deep eutectic‐based PEGDA matrix provides high oxidation resistance (>5.25 V) and sufficient ion‐transport pathways. Additionally, synergistic effect between AAPE and DEE realizes excellent ionic conductivity of 3.22 mS cm −1 and high Li⁺ transference number of 0.79 in NFAA‐DGPE by promoting Li‐salt dissociation and anchoring the anions. NFAA‐DGPE‐based symmetric batteries exhibit superior stability, maintaining a voltage hysteresis of only ≈70 mV for 7300 h at 0.1 mA cm −2 . Therefore, Li|NFAA‐DGPE|LiFePO 4 batteries deliver stable cycling over 1000 cycles with 86% capacity retention. Moreover, Li|NFAA‐DGPE|LiNi 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 O 2 cells retain 84% of their initial capacity after 300 cycles and exhibit stable cycling performance even under a wide voltage window (2.7–4.5 V) or a high cathode mass loading of ≈15 mg cm −2 .
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