通過原位固化環醚構建的固態鋰金屬電池被認為是下一代高能量密度和高安全性固態電池的關鍵策略。然而，線性聚醚較差的熱穩定性/電化學穩定性和嚴重的界面反應限制了其進一步發展。

圖1 原位固化混合交聯固態聚合物電解質的設計與制備

深圳大學朱才鎮、田雷等通過1,3二氧戊環（DOL）和縮水甘油醚氧丙基籠狀多面體硅倍半氧烷（PS）的原位聚合，開發出一種有機/無機雜化交聯聚合物電解質（HCPE）。因此，HCPE 將聚合物材料的良好加工性、界面接觸性和電極兼容性等優點與無機材料的優異離子傳輸性、熱穩定性和阻燃性等優點結合在了一起。

研究顯示，制備的HCPE在30℃時的離子電導率高達2.22×10^-3 S cm^-1，并具有超高的Li⁺遷移數（0.88）和較寬的電化學穩定性窗口（5.2 V）。

圖2 HCPE的離子傳輸性能

得益于原位形成和穩定的雜化網絡，HCPE與磷酸鐵鋰（LFP）和鋰金屬的界面穩定性極佳，從而降低了LFP-HCPE界面的極化，促進了Li⁺的均勻傳輸，最終使鋰剝離/沉積在1 mA cm^-2的條件下穩定循環超過1000 h。

此外，組裝的LFP|HCPE|Li電池表現出超穩定的循環穩定性，在2 C和25℃溫度下循環600 次后容量保持率高達92.1%。這項研究的發現開創了原位聚合混合交聯聚合物網絡作為固態聚合物電解質的先例，為高安全性和長壽命固態電池的實際應用提供了參考。

圖3 固態鋰金屬電池性能

Hybrid Crosslinked Solid Polymer Electrolyte via In-Situ Solidification Enables High-Performance Solid-State Lithium Metal Batteries. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202304686