固态聚合物电解质的研究进展

罗川，胡利华，宁春棚，岳衎，郭子豪（华南理工大学前沿软物质学院 发光材料与器件全国重点实验室 广东省功能与智能杂化材料与器件重点实验室）

摘要：具备高能量密度和安全性的全固态电池技术已成为下一代先进储能体系的核心发展方向. 固态聚合物电解质(SPE)因其轻质化特征、成本效益优势、优异加工性能及本质阻燃特性，展现出替代传统液态电解质实现规模化商业应用的潜力. 然而，传统商业化SPE 受限于其固有电化学性能缺陷，已难以适配当前高能量密度电池体系对电解质材料的严苛性能要求. 尽管通过杂化改性、共混优化、掺杂调控等物理工艺制备的凝胶电解质及无机复合电解质可部分满足现有锂金属电池(LMB)的应用需求，但开发兼具本征高离子电导率与宽电化学窗口的SPE 仍是当前储能材料领域的关键科学命题. 本篇综述简要概述了全固态聚合物电解质领域的最新研究进展，并系统地整理与分类了新型SPE 的主流设计策略. 这些策略涵盖多维拓扑结构的设计、阴离子锚定策略、聚合物氟化工程、弱溶剂化主链构筑以及其他创新性设计理念. 各章节分别介绍了基于上述策略研发的新型SPE，并展示了其在LMB里的实际应用表现. 最后，本文为如何设计更安全、电化学性能更优异的SPE 提供了个人见解与展望.

关键词：固态聚合物电解质，结构设计，锂金属电池，电化学能源储存