固態(tài)聚合物電解質(zhì)（SPE）離子電導(dǎo)率低，抑制鋰（Li）枝晶的能力差，這限制了其在全固態(tài)鋰金屬電池（LMB）中的應(yīng)用。

圖1. C4P-PEO超分子電解質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)和示意圖

美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校Jonathan L. Sessler等報(bào)告一種柔性的固態(tài)超分子電解質(zhì)，它是將一種新的陰離子捕獲劑，即苯基硼酸官能化的Calix[4]pyrrole（C4P），加入到聚環(huán)氧乙烷（PEO）基質(zhì)中獲得的。

由此產(chǎn)生的固態(tài)超分子電解質(zhì)具有很高的離子電導(dǎo)率（60℃時(shí)為1.9×10^-3 S cm^-1）和較高的Li⁺轉(zhuǎn)移數(shù)（t_Li+= 0.70）。此外，該電解質(zhì)可有效抑制鋰陽(yáng)極上枝晶的生長(zhǎng)。

圖2.?材料制備及表征

受益于上述優(yōu)勢(shì)，采用C4P-PEO-LiTFSI固態(tài)電解質(zhì)組裝的全固態(tài)鋰金屬電池顯示出良好的電化學(xué)性能特性，例如組裝的Li|C4P-PEO-LiTFSI|LiFePO₄電池可在60℃下以1 C的電流穩(wěn)定循環(huán)1200次，并具有良好的倍率性能。

C4P-PEO-LiTFSI 固態(tài)電解質(zhì)的良好性能使作者相信，它可以在制備高能量密度固態(tài)LMB時(shí)發(fā)揮作用。

圖3 全電池性能

Phenylboronic Acid Functionalized Calix[4]pyrrole-based Solid-State Supramolecular Electrolyte. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202308507