Разработка высокопроизводительных твердых электролитов является ключом к повышению комплексных характеристик следующего поколения твердых литиевых батарей. Для улучшения таких проблем традиционных полимерных твердых электролитов, как низкая механическая прочность, низкая ионная проводимость и плохая стабильность интерфейса, обычно требуется введение функциональных наполнителей. Однако часто используемые неорганические наполнители имеют плохую совместимость с полимерной матрицей, что приводит к образованию пор в композитной сетке, ухудшая механические свойства, вызывая неоднородность ионных транспортных каналов и усугубляя локальные побочные реакции. В связи с этим в данном исследовании разработан тип функционального наполнителя на основе жесткого ароматического полиамида с цианогруппами (CY-PPTA) и создан полностью органический квази-твердый композитный электролит на основе ПВФД. Сильное взаимодействие между ароматическими цепями полиамида способствует формированию жестких наночастиц, а синергия цианогрупп и амидных групп с ПВФД позволяет CY-PPTA не только служить механическим каркасом твердофазного электролита, повышая его прочность, но и способствовать диссоциации литиевой соли и миграции ионов лития, формируя непрерывные эффективные ионные транспортные каналы (ионная проводимость 8.12×10⁻⁴ S·см⁻¹), а также индуцировать образование стабильного SEI, богатого LiF, на поверхности металлического лития, что в итоге обеспечивает стабильный и длительный цикл Li|LiFePO₄ полной батареи (с сохранением 88% емкости после 1300 циклов при 5.0 C). Эта работа предоставляет новое направление для разработки новых твердых электролитов.

Квази-твердый полимерный электролит; литиевая металлическая батарея; органический наполнитель; высокая механическая прочность; высокая ионная проводимость