聚乙二醇（PEG）基聚合物电解质作为锂金属电池（LMBs）中一类极具潜力的固态电解质崭露头角，却面临着与高电压正极的不兼容以及锂金属负极不均匀的沉积 / 剥离等挑战。
基于此，2025年3月12日，华南理工大学崔志明在国际期刊Advanced Functional Materials发表题为《Multiple Ion Rectification Strategy Regulated Polyethylene Glycol-Based Polymer Electrolyte for Stable High-Voltage Lithium Metal Batteries》的研究论文。
在此，研究人员提出了一种改性的C3N4添加剂，其含有氰基和氮空位的双缺陷位点（CN─Nv─C3N4），将其引入PEG基聚合物电解质中，可作为一种有效的双功能离子整流器，以减轻正极的串扰现象，并优化离子传导环境。
实验表征和密度泛函理论（DFT）计算表明，高电负性的氰基通过配位作用有效捕获过渡金属阳离子，而氮空位则产生大量电子不足中心以锚定阴离子，从而显著提高Li⁺迁移数。
具体而言，经CN─Nv─C3N4调节的PEG基聚合物电解质（GPE-CNC）在室温下实现了高达0.72的Li⁺迁移数和0.6 mS cm⁻¹的Li⁺电导率。此外，当与高电压LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2正极匹配时，GPE-CNC可在0.5 C的倍率下稳定运行，经过700次循环后，容量保持率仍高达71%。
这种多重离子整流策略不仅增强了电压兼容性，还促进了PEG基聚合物电解质的高Li⁺迁移数，为高性能固态电池的发展提供了有益的启示。
Multiple Ion Rectification Strategy Regulated Polyethylene Glycol-Based Polymer Electrolyte for Stable High-Voltage Lithium Metal Batteries, Advanced Functional Materials, 2025. https://doi.org/10.1002/adfm.202425417.
