研究表明，PAN的模量比普通的PEO/LiTFSI電解質高五個數量級。新型SPEs表現出穩定的SPE/Li界面，其界面阻抗比傳統的PEO/LiTFSI|Li界面低得多且更穩定。因此，PAN-PEO/LiTFSI電解質在高電流密度下表現出優異的循環穩定性，能夠有效抑制鋰枝晶。究其原因，本文的電解質和鋰金屬之間的穩定性源于LiF和Li3N在SPE|Li金屬界面處的形成。此外，PAN-PEO/LiTFSI固態電解質在Li/SSE/LFP電池中表現出比普通PEO/LiTFSI更好的倍率性能和循環穩定性。因此，由此制備的Li-Li對稱電池在0.5 mA cm-2下可提供超過300小時的循環能力。此外，僅用5 μm厚度的PAN-PEO/LiTFSI制備的ASSBs以0.3 C的倍率和60℃的溫度能夠穩定循環300次。PAN憑借出色的熱穩定性使得SPEs在高溫下更加安全。更加重要的一點是，電紡PAN膜還表現出良好的熱穩定性，這確保了Li/PAN-PEO/LiTFSI/LFP全固態電池在高達150°C的高溫下表現出優異的循環穩定性。該設計將電池循環溫度擴展到120和150℃，能夠分別以C/2倍率和2C倍率循環500次和100次。因此，這項工作為制備具有高能量密度、耐高溫和長壽命的超薄、安全的SPEs提供了一種有效的技術。這項工作還可以為設計未來在高溫下工作的高性能SPEs提供指導原則，并激發對SPEs更廣泛的研究和應用。相關論文以“Scalable, Ultrathin, and High-Temperature-Resistant Solid Polymer Electrolytes for Energy-Dense Lithium Metal Batteries”為題發表在Adv. Energy Mater.。
（1）靜電紡絲和壓延相結合的技術是一種制備聚合物膜的簡便、可擴展且易于制造的方法，其中基體材料易于改性或功能化。與之前展示的聚酰亞胺或聚乙烯（PE）隔膜主體相比，靜電紡絲可以通過選擇多種聚合物化學物質來提供可調節的化學功能；（2）與之前報道的PEO-LiTFSI/電紡PAN/Li6.7La3Zr1.7Ta0.3O12復合電解質相比，壓延使PAN膜具有更高的體積百分比和模量，從而確保超薄和致密的SPEs低至5 μm，這是迄今為止報告的最薄的SSEs之一；（3）與沒有壓延的多孔電紡聚合物薄膜不同，壓延后的致密PAN膜大大增加了PAN纖維與鋰電極之間的界面接觸面積。所以，形成的富含LiF和Li3N的SPE/Li界面，有利于鋰電池的穩定循環；（4）PAN區別于其他聚合物的高熱穩定性，有助于實現高溫條件下的電池。在本文中，PAN表現出很高的熱穩定性，以確保全固態電池在高達150°C的高溫下安全穩定地工作，大大超過了SPEs的常見溫度范圍。本文研究了PAN的獨特性能，并首次將其應用于高溫電池領域，從而體現了本文工作的新穎性。圖1：PAN-PEO/LiTFSI電解質的制備及表征圖2：PAN-PEO/LiTFSI電解質膜的力學性能和化學性質測試圖3：SSE和鋰金屬之間的界面穩定性評估圖4：PAN-PEO/LiTFSI SPE在全電池的性能測試圖5：PAN-PEO/LiTFSI的熱穩定性測試及在高溫下的性能Scalable, Ultrathin, and High-Temperature-Resistant Solid Polymer Electrolytes for Energy-Dense Lithium Metal Batteries，Adv. Energy Mater.，2022，https://doi.org/10.1002/aenm.202103720
