針對車(chē)用鋰二次動(dòng)力電池的能量密度受電極材料比容量的限制及其電解液 含低閃點(diǎn)、低燃點(diǎn)的有機溶劑，易引起漏液、著(zhù)火等一系列安全隱患，難以滿(mǎn) 足領(lǐng)域內提出的更高能量密度和更高安全性需求等問(wèn)題，研發(fā)出新型固態(tài)聚合 物電解質(zhì)，合成了一種基于表面富含含氧有機官能團的碳量子點(diǎn)（CQDs）的 PEO/CQDs 復合電解質(zhì)，一種新型含有環(huán)狀硼酸酯鏈段和醚氧鏈段的有機單體 B-PEGMA ，形成具有星型結構的 POSS-g-PEGMEM/B-PEGMA 有機-無(wú)機復合 聚合物，鋰金屬負極表面形成導鋰穩定的 SEI 膜，提升鋰金屬電池循環(huán)穩定性。
1.有機-無(wú)機復合調控固態(tài)聚合物電解質(zhì)技術(shù)
設計合成了一種基于表面富含含氧有機官能團的碳量子點(diǎn)（CQDs）的 PEO/CQDs 復合電解質(zhì)，其 Li/Na 室溫離子電導率高達 1.39×10-4 和 7.17×10-5 S cm- 1 ，離子遷移數分別達到 0.48 和 0.42。通過(guò)原位聚合－結晶技術(shù)，在納米 晶 TiO2 表面化學(xué)接枝了 PEGMEM-co-SMA 共聚物，獲得具有較好機械性能的 無(wú)機／有機復合電解質(zhì)膜，通過(guò)與有機無(wú)機雜化 OV-POSS 聚合，獲得星型結構 共聚物電解質(zhì)，進(jìn)一步提升復合電解質(zhì)膜的電導率及電化學(xué)界面穩定性（80℃, 固態(tài)鋰金屬電池 100 圈后容量保持率 90.2%）。
2.功能化接枝改性固態(tài)聚合物電解質(zhì)技術(shù)
合成了一種新型含有環(huán)狀硼酸酯鏈段和醚氧鏈段的有機單體 B-PEGMA ， 通過(guò)自由基聚合法將 B-PEGMA 和 PEGMEM 單體成功接枝到 OV-POSS 上得到 了具有星型結構的 POSS-g-PEGMEM/B-PEGMA 有機-無(wú)機復合聚合物。復合電 解質(zhì)的鋰離子遷移數為 0.58，室溫離子電導率高達 3.44×10-4 S.cm- 1 ，具有優(yōu)異 的熱穩定性和電化學(xué)分解電壓。合成了一種具有 3D 交聯(lián)結構的富硼凝膠聚合 物電解質(zhì)(3D-BGPE) ，具有高的鋰離子電導率(8.4 × 10-4 S.cm- 1), 接近單離子傳 導性能（鋰離子遷移數 0.76），在鋰金屬負極表面形成導鋰穩定的 SEI 膜，抑制 鋰枝晶的生長(cháng)，提升鋰金屬電池循環(huán)穩定性。原位共聚合成了富硼聚碳酸酯基 固態(tài)電解質(zhì)，表現出高楊氏模量（2.41 GPa）、高離子電導率 9.11×10-4 S.cm-1 和高鋰離子遷移數 0.68，實(shí)現了固態(tài)鋰金屬電池在寬溫度范圍（10-60℃)的穩 定循環(huán)（600 圈后的容量保持率為 93.3%）。
應用前景：
成果制備的新型固態(tài)聚合物電解質(zhì)具有安全性高、易成膜、粘彈性好等優(yōu) 點(diǎn)，在提升電池能量密度、工作溫度、循環(huán)壽命、結構與形狀設計靈活性等方 面表現出巨大的優(yōu)勢， 已成為下一代鋰二次電池的主要發(fā)展方向與前沿課題。 目前，已聯(lián)合廣西卓能新能源科技有限公司， 共同開(kāi)發(fā)“碳酸酯基類(lèi)固態(tài)電解 質(zhì)應用技術(shù)”。同時(shí)， 正在進(jìn)行類(lèi)固態(tài)高鎳三元圓柱電池的制備和性能評估，預 計在 2022 年進(jìn)入應用推廣階段。
成熟度：產(chǎn)業(yè)化
