PEO-basierte Festkörper-Polymer-Elektrolyte zeichnen sich gegenüber flüssigen Elektrolyten durch eine überlegene Sicherheit aus und sind derzeit ein Forschungsschwerpunkt. Ihre geringe Ionenleitfähigkeit und unzureichende mechanische Festigkeit beschränken jedoch die praktische Anwendung dieser Materialien erheblich. Zur Überwindung dieses technischen Engpasses wurde in dieser Studie die Elektrospinn-Technologie eingesetzt, um einen neuartigen PEO-basierten Feststoffelektrolyten mit einem dreidimensionalen Verbundfaser-Netzwerk herzustellen. Durch die Einführung von supervernetzten Polymer-modifizierten Nanopartikeln wurde eine stabile, hochmechanisch belastbare Skelettstruktur effektiv aufgebaut, die kontinuierliche und effiziente Kanäle für den Lithiumionentransport bereitstellt. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass der Verbund-Elektrolyt PVDF-PEO-SiO₂@HCPs-10% hervorragende Gesamtleistungen aufweist: ein breites elektrochemisches Fenster von 5,5 V (gegen Li/Li⁺); eine hohe Ionenleitfähigkeit von 1,41×10^-4 S·cm^-1 bei 40 ℃; eine gesteigerte mechanische Festigkeit von bis zu 4,01 MPa. Gleichzeitig zeigt die auf diesem Elektrolyten basierende LiFePO₄//Li-Batterie ebenfalls hervorragende elektrochemische Leistungen: Die LiFePO₄/PPH-10%/Li-Batterie behält bei einer hohen Lade- und Entladerate von 2 C eine hohe spezifische Kapazität von 147,5 mAh·g^-1 bei und verfügt über eine ausgezeichnete Zyklusstabilität. Diese Arbeit hebt die Wirksamkeit der mit supervernetzten Nanopartikeln verstärkten Faser-Elektrolyte hervor, um langfristige Probleme in PEO-basierten Systemen zu lösen. Die Designstrategie bietet einen neuen Weg zur Entwicklung der nächsten Generation von Festkörperelektrolyten mit höherer Sicherheit, besserer Ionenleitfähigkeit und verbesserter mechanischer Leistung.

supervernetzter Polymer; Elektrospinnen; Faser-Netzwerk; Festkörper-Polymer-Elektrolyt; Lithium-Ionen-Batterie