清华大学张强团队综述：固态电池中原位固化聚合物研究进展

清华大学张强教授团队系统总结了原位固化聚合物电解质的设计思路与合成技术，重点介绍了聚合物电解质的基础化学特性和人工界面构筑方面的进展，为推动原位固化技术在可充电固态锂金属电池中的实际应用指明了方向。

目前，商用锂离子电池的能量密度已接近极限。液态锂金属电池因其具备高能量密度（大于 500 Wh kg^-1）潜质备受青睐，但由于液态溶剂的易燃、爆炸性以及锂枝晶的生长阻碍了其商业化应用。值得注意的是，固态锂金属电池（SSLMB）的核心是固态电解质，它能发挥高能量密度、宽工作温度、长循环寿命和高安全性等优势。因此，采用固态电解质替代有机液态电解质是实现高性能、高安全性SSLMB的切实可行策略。

最近，清华大学张强教授和赵辰孜助理研究员以高能量密度锂金属电池的安全性为切入点，阐述了原位固化技术在提高安全性和耐久性方面的重要性以及原位固化技术的发展历程，重点介绍了原位固化聚合物电解质的合成技术。作者分别从人工界面构筑和聚合物电解质设计两个方面推进了原位固化技术的实用化，阐明并确立了原位固化技术在高性能、高安全锂金属电池开发中的重要性。最后，介绍了原位固化聚合物电解质的设计、挑战和应用前景，以促进现有能源技术的发展。

论文第一作者为清华大学博士后徐攀，通讯作者为清华大学张强教授和赵辰孜助理研究员。详见：Xu P, Shuang ZY, Zhao CZ, Li X, Fan LZ, Chen A, Chen H, Kuzmina E, Karaseva E, Kolosnitsyn V, Zeng X, Dong P, Zhang Y, Wang M, Zhang Q. A review of solid-state lithium metal batteries through in-situ solidification. Sci China Chem, 2023, 66, https://doi.org/10.1007/s11426-023-1866-y.

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【通讯作者简介】

张强，清华大学化工系教授。长期从事能源化学与能源材料的研究。近年来，面向能源存储和利用的重大需求，重点研究高比能电池的原理和关键能源材料。提出了锂硫电池中的锂键化学、离子溶剂复合结构概念，并根据高能电池需求，研制出复合金属锂负极、碳硫复合正极等多种高性能能源材料，构筑了高比能软包电池器件。这在储能相关领域得到广泛应用，取得了显著的成效。担任国际期刊Angew Chem首届顾问编辑，J Energy Chem、Energy Storage Mater副主编，Matter、Chem Soc Rev、Adv Energy Mater、Sci China Chem、化工学报等期刊编委。担任国家重点研发计划储能与智能电网专项专家组副组长。曾获得教育部自然科学一等奖、化工学会基础科学一等奖等学术奖励。

赵辰孜，清华大学化工系助理研究员。主要从事固态锂金属电池的化学机制、材料构筑与器件应用等方面的研究。提出了固–固界面离子分布设计概念，开发了高界面兼容性的固态电解质等材料，提高了电池能量密度与安全性。相关成果发表SCI论文60余篇，他引1.4万余次，与多个国际、国内一流企业达成合作。担任《中国化学快报》青年编委和Nature、Joule、Angew. Chem.等期刊独立审稿人，连续入选科睿唯安全球高被引学者（2021-2023）。

徐攀，清华大学助理研究员，清华大学“水木学者”。2017年获得南昌大学化学学院学士学位，2022年获得厦门大学化学化工学院博士学位。主要从事聚合物固态锂金属电池方面的研究，主持国家自然青年科学基金、博士后特别资助基金、博士后面上基金等项目，并参与多项国家级基金项目。

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