Design and Preparation of Self‐Adaptive and Robust Solid‐State Elastomeric Electrolyte for Lithium Metal Battery Inspired by Rubber Tire

材料科学 电解质 弹性体 准固态 金属锂 化学工程 锂(药物) X射线光电子能谱 复合材料 纳米技术 电极 化学 医学 工程类 内分泌学 物理化学 色素敏化染料
作者
Zhengyin Yao,Zhen Liu,Kang Xia,Shuo Zhao,Haoru Xie,Xinjun Li,Sili Zhou,Dongbai Sun,Peng Zhang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (41): e202513167-e202513167 被引量:5
标识
DOI:10.1002/anie.202513167
摘要

Abstract The development of safe, high‐performance solid‐state electrolytes remains a central challenge for advancing lithium metal batteries (LMBs) toward practical deployment. Inspired by the durable, deformable nature of rubber tires, we report the design and preparation of a self‐adaptive solid‐state elastomeric electrolyte containing a deep eutectic electrolyte, termed PMEC, which integrates molecular‐level plasticizer dispersion, mechanical flexibility, and interfacial adaptivity. The PMEC membrane exhibits high ionic conductivity (2.37 mS cm −1 at 30 °C), a high Li⁺ transference number (0.64), excellent elasticity, and robust interfacial adhesion (36.34 J m −2 ). Structural characterizations confirm its amorphous and homogeneously mixed nature, while micro‐Raman and XPS/TOF‐SIMS analyses reveal uniform component distribution and the formation of an organic–inorganic gradient SEI layer on lithium. These features enable exceptional electrochemical performance in both symmetric and full batteries, including over 2000 h of stable cycling and >800 cycles at 0.5 C in LFP|PMEC|Li batteries with >88% capacity retention. Moreover, PMEC‐based pouch batteries maintain functionality under severe mechanical abuse. This tire‐inspired electrolyte design offers a generalizable platform for high‐safety and high‐performance solid‐state lithium batteries.
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