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固態電池（SSBs）在寒冷氣候條件下的Li⁺傳輸動力學緩慢，嚴重阻礙了其實際應用。特別是，由于電解質-電極界面在低溫下的兼容性較差，固態電池的動力不足。

圖1. 低溫下電解質和界面的多級橋接工程

哈爾濱工業大學王家鈞等提出了一種電解質和界面的多級橋接工程，以改善Li⁺傳輸動力學，從而使準固體電池能夠在低溫（-40℃）下工作。研究顯示，引入的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（MPS）通過化學鍵橋接穩定了界面，從而改善了低溫下的界面Li⁺傳輸。此外，季戊四醇四丙烯酸酯（PETEA）和MPS形成的均勻聚合網絡有助于改變電解質中的離子傳輸，從而改善電解質中和界面上的Li⁺傳輸。

圖2.?電解質的低溫性能

因此，采用MPSGPE組裝的電池在低溫下表現出更小的界面阻抗、加速的離子傳輸和更高的放電容量。實驗顯示，Li|MPS-GPE|LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(NCM811)電池在-40°C時的庫侖效率高達99.98%，比能量為266Wh?kg^-1。這項工作的研究為極端條件下高能量密度鋰電池用新型固態聚合物電解質的設計提供了更多可能性。

圖3.?低溫全電池性能

Multistage bridge engineering for electrolyte and interface enables quasi-solid batteries to operate at -40°C. Energy Storage Materials 2024. DOI: 10.1016/j.ensm.2024.103179

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