上硅所李驰麟组AEM：选择用聚合物来实现首个全固态氟离子软包电池

主要观点总结

本文报道了一种离子泵调制的高导电聚合物电解质，用于实现首个全固态可充氟离子软包电池。该研究通过引入β-PbSnF4（PSF）填料到PVA-甘油-CsF体系中，制备了快速F离子导体的柔性聚合物膜。PSF的离子泵效应使得聚合物固态电解质的F离子迁移数达到0.53，离子电导率接近液态电解质水平。团队首次尝试了聚合物基全固态氟离子软包电池，并实现了良好的放电容量和循环可逆性。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

氟离子电池因其高的理论能量密度和安全性被视为“后锂电时代”的革新方向之一。然而，液态氟离子电解质存在安全隐患和界面浸润性问题。相比之下，固态电解质是更理想的替代方案，但传统聚合物基体在氟离子体系中并不适用。本研究旨在突破这些瓶颈。

关键观点2: 文章要点一：聚合物电解质的制备与表征

通过固相热处理法得到β相PbSnF4（PSF）共熔体粉末作为填料。将PVA和甘油加入水中搅拌后，再加入CsF和PSF填料搅拌至均匀，得到内嵌PSF颗粒的PVA电解质膜。研究发现PSF能加快氟盐的解离速率，为体系提供额外F源，并弱化羟基H对F离子的过度束缚。

关键观点3: 文章要点二：聚合物电解质的离子/电子输运性能

复合型聚合物电解质的离子电导率高达2.26×10 -4 S/cm，接近液态电解质水平。PSF的离子泵效应使得氟离子迁移数高达0.53。此外，PSF对Cs离子的排斥性和PVA的吸附性可将Cs固定在聚合物链段上。

关键观点4: 文章要点三：全固态软包电池的电化学性能

组装了首个全固态氟离子软包电池，实现了超190.48 mAh/g的容量。电池在搁置后开路电压稳定，并且具有良好的循环性能。此外，正极-电解质界面的动力学分析表明，0.2P-PVA电解质的使用有助于改善界面接触和反应动力学。

关键观点5: 文章要点四：电极界面的结构演变和成分分析

采用非原位XRD和TEM探究了电极界面的成分演变和结构变化。研究发现，PSF的引入有助于形成更稳定的电极界面，加速转化反应效率。