1,3-二氧戊環（DOL）原位聚合作為鋰金屬電池（LMB）的聚合物電解質（PEs），因其理想的界面接觸性和與鋰金屬的良好相容性而受到廣泛關注，但其氧化穩定性較差，因此不能用于高壓正極。

在此，華南師范大學鄭奇峰團隊通過將液體前驅體的分子結構從五元環 DOL 調整為六元環 1,3-二氧六環 (DOX)，原位制備的聚 DOX PE 因其延長的烷基鏈降低了 HOMO 能級而表現出卓越的氧化穩定性（超過 4.7 V）。此外，延長的烷基鏈還削弱了其溶劑化能力，這不僅提供了較高的Li⁺遷移數（0.75），還有助于形成高度堅固和導電的富含無機物的固態電解質界面層，賦予其高度致密的鋰沉積形態以及超過 1300 小時的優異鋰沉積/剝離可逆性。

因此，這種新開發的聚 DOX PE 在 4.5 V 的高截止電壓下為包括但不限于 LiNi_0.33Co_0.33Mn_0.33O₂、LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂?和 LiCoO₂?在內的多種高壓正極提供了出色的循環穩定性。

圖1.?原位制造的PE中的鋰金屬相容性

總之，該工作制備了 1,3-二氧六環（DOX）原位聚合作為聚合物電解質（PE）用于高壓鋰金屬電池（LMB）。結果表明，由于延長了烷基鏈，降低了其 HOMO 能級，因此生成的聚（DOX）PE 具有出色的氧化穩定性（> 4.7 V）；由于其弱溶劑化能力，可形成高度堅固的富無機 SEI，因此具有出色的鋰兼容性。

這種原位制備的聚 DOX PE 可使鋰沉積形態高度致密、平滑，并在鋰沉積/剝離循環中具有超過 1300 小時的優異可逆性。因此，該項工作證明了調整單體分子結構在提高PE的高壓耐受性和金屬負極兼容性方面的有效性，這標志著高能量密度固態電池PE設計的重大進步。

圖2. 全電池性能

In-situ polymerization of 1,3-dioxane as highly compatible polymer electrolytes to enable 4.5 V Li-metal batteries，Energy & Environmental Science 2023 DOI: 10.1039/d3ee02797j