摘要：在此，华中科技大学黄云辉、许恒辉等人报告了一种涉及非锂金属离子和醚氧之间桥接的通用方法。该方法显着增强了各种聚醚电解质体系的氧化稳定性。研究显示，作者制备了一种 Zn2+ 离子桥聚醚电解质（Zn-IBPE），其电化学稳定性窗口超过 5 V，其可在 4.5 V

聚醚电解质因其与锂金属良好的相容性而得到广泛认可，但由于其固有的低氧化阈值，限制了其实现高压锂金属电池的潜力。

在此，华中科技大学黄云辉、许恒辉等人报告了一种涉及非锂金属离子和醚氧之间桥接的通用方法。该方法显着增强了各种聚醚电解质体系的氧化稳定性。研究显示，作者制备了一种 Zn2+ 离子桥聚醚电解质（Zn-IBPE），其电化学稳定性窗口超过 5 V，其可在 4.5 V Li||LiCoO2 电池中实现良好的循环性能。侯添壹为本文第一作者。

此外，采用 Zn-IBPE的安时级SiO-石墨||LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2准固态电池和 60 μm-Li||LiNi0.9Mn0.05Co0.05O2的软包电池呈现出更高的电化学性能。针刺测试证明匹配Zn-IBPE的4 Ah 石墨 ||LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2 软包电池可实现高电池安全性且不会燃烧或冒烟。

图1. 高压 Li||LCO 纽扣电池的电化学性能和 PDOL 基电解质的气体产生

总之，该工作提出了一种离子桥策略来解决聚醚基电解质氧化稳定性差的问题。研究显示，Zn-IBPE 内的 Zn2+-O 配位可以直接稳定孤对氧并减轻电子在氧化过程中从乙醚中提取氧，从而提高 4.5 V Li||LCO 电池的循环性能。此外，Zn-IBPE 有助于形成富含 LiF 的 SEI，并防止电解质进一步腐蚀 Li。在正极侧，Zn-IBPE 形成薄而坚固的 CEI，其可减轻过渡金属从正极到负极的溶解/迁移。

基于此，采用 Zn-IBPE 的 10 Ah SiO-Gr||NMC811 软包电池在 0.33 C 下循环 300 次后容量保持率为 85.4%。18 Ah Li|Zn-IBPE|NMC90 软包电池表现出450 Wh kg−1高能量密度，并在 0.33 C 下稳定循环超过105次。因此，该工作为高能电池聚合物电解质的设计提供了创造性的见解。

图2. Zn-IBPE 软包电池的电化学性能和钉刺测试

Ion bridging enables high-voltage polyether electrolytes for quasi-solid-state batteries, Nature Communications 2025 DOI: 10.1038/s41467-025-56324-9

黄云辉，华中科技大学教授、博导，校学术委员会副主任，国家杰出青年科学基金获得者，国务院政府特殊津贴获得者。主要研究领域包括锂离子动力与储能电池、下一代锂硫和锂-空气电池、钠离子电池、固体氧化物燃料电池，在Science、Chem. Soc. Rev.、Joule、Energy Environ. Sci.、Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Nat. Commun.等学术期刊上，发表学术论文累计500余篇，其中ESI高被引论文70篇、热点论文12篇，2篇论文入选年度“中国百篇最具影响力的国际论文”，引用4.1万余次，2018-2021年入选科睿唯安材料领域全球高被引科学家和爱思唯尔中国高被引学者，授权或公开专利70余件。

来源：MS杨站长