Die Technologie der sicheren und energiedichten Feststoffbatterien hat sich zu einer zentralen Richtung in der Entwicklung von fortschrittlichen Energiespeichersystemen der nächsten Generation entwickelt. Aufgrund seiner Leichtbauweise, seiner wirtschaftlichen Vorteile, seiner hervorragenden Verarbeitungseigenschaften und seiner inhärenten flammwidrigen Eigenschaften zeigt das feste Polymerelektrolyt (SPE) das Potenzial, herkömmliche flüssige Elektrolyte in großem Maßstab zu ersetzen. Traditionelle kommerzielle SPE sind jedoch durch ihre inhärenten elektrochemischen Leistungsdefizite eingeschränkt und können den anspruchsvollen Leistungsanforderungen an Elektrolytmaterialien in aktuellen Hochenergiebatteriesystemen nur schwer gerecht werden. Obwohl durch hybride Modifikation, Co-Mischungs-Optimierung, Dotierungskontrolle und andere physikalische Prozesse hergestellte Gel-Elektrolyte und anorganische Verbundelektrolyte teilweise den Anforderungen an die Anwendung in aktuellen Lithium-Metall-Batterien (LMB) gerecht werden können, bleibt die Entwicklung von SPE, die sowohl eine intrinsisch hohe Ionenleitfähigkeit als auch ein breites elektrochemisches Fenster aufweisen, eine entscheidende wissenschaftliche Fragestellung im Bereich der aktuellen Energiespeichermaterialien. Dieser Artikel gibt einen kurzen Überblick über die neuesten Forschungsergebnisse zu Festpolymer-Elektrolyten und klassifiziert systematisch die Designstrategien für neue SPE. Diese Strategien umfassen das Design multidimensionaler topologischer Strukturen, die Anionenverankerungsstrategie, die Fluorkunststofftechnik, den Aufbau schwachlöslicher Hauptketten und andere innovative Designkonzepte. Jedes Kapitel präsentiert ein neues SPE, das auf der Grundlage der genannten Strategien entwickelt wurde, und zeigt seine tatsächliche Anwendungsleistung in LMB. Schließlich bietet dieser Artikel persönliche Einsichten und Perspektiven zur Gestaltung sichererer und elektrochemisch leistungsfähigerer SPE.

Festpolymer-Elektrolyt; Strukturdesign; Lithium-Metall-Batterie; Elektrochemische Energiespeicherung