Photocatalytic‐Filler‐Engineered Solid Polymer Electrolytes for High‐Performance Flexible Lithium‐Metal Batteries

金属锂 材料科学 聚合物电解质 光催化 锂(药物) 电解质 聚合物 储能 离子键合 金属 离子 化学工程 溶剂化 快离子导体 纳米技术 能量密度 盐(化学) 有机自由基电池 空间电荷 电池(电) 聚电解质 离子液体 比能量 超级电容器 科技与社会 锂离子电池的纳米结构 表面改性 电场 化学稳定性 工作(物理) 能量转换 离子电导率 电极
作者
Ronghao Wang,Liang Yu,Junhao Liu,Lifeng Chen
出处
期刊:Chemsuschem [Wiley]
卷期号:18 (23): e202501717-e202501717 被引量:1
标识
DOI:10.1002/cssc.202501717
摘要

Flexible all‐solid‐state energy storage devices, with their exceptional energy density and safety, have emerged as promising candidates for next‐generation portable electronics. However, the development of solid polymer electrolytes (SPEs) that simultaneously achieve high ionic conductivity, mechanical resilience, and interfacial stability remains a significant challenge. Although incorporating functionalized inorganic fillers into polymer matrices has shown partial success in enhancing ion transport, the intrinsic limitations of traditional fillers—low room‐temperature ionic conductivity—hinder their further application. To address this, a novel strategy inspired by photocatalytic design principles is proposed, which involves engineering photocatalytic active fillers to generate strong and stable photogenerated electric fields. These fields modulate interfacial charge distribution, promote segmental motion of polymer chains, and facilitate lithium (Li) salt dissociation, while simultaneously optimizing the Li + solvation structure and coordination environment. Importantly, this approach significantly minimizes anion recombination, effectively suppressing space charge layer formation and reducing Li + concentration gradients. This innovative concept provides a new approach for developing high‐performance flexible lithium metal batteries.
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