郑子剑教授，常建副教授，邓永红教授，Advanced Science：类氢键聚合物电解质助力高压柔性锂金属电池

醚类聚合物电解质由于其对锂金属的稳定性及较好的锂离子传输特性，受到广泛关注。然而，醚氧键对锂金属较强的络合能力，降低了锂离子在聚合物内的传输效率，并且醚氧键在高电压下极易分解。较低的室温锂离子电导率和较低的氧化电位限制了醚类聚合物电解质的应用。本工作在醚类电解质内引入含氟小分子，通过醚类聚合物和含氟小分子之间的类氢键相互作用，降低醚氧键对锂离子的络合程度，使得更多阴离子基团与锂离子络合，产生富含无机组分的CEI及SEI，阻止电解质在高压正极（NCM811）的持续氧化分解及在锂金属负极的持续还原。本工作为有助于加速聚合物电解质的实际应用。

近日，来自香港理工大学的郑子剑教授，大湾区大学的常建副教授，及南方科技大学的邓永红教授合作，在国际知名期刊Advanced Science上发表题为“Atypical Hydrogen Bond Interaction Enables Anion‐Rich Solvation Structure in Polymer Electrolytes for High‐Voltage Flexible Lithium Metal Batteries”的研究性论文。该研究通过聚合物链及含氟小分子塑化剂的类氢键相互作用，降低锂离子和PDOL分子链的络合，提升阴离子FSI-基团与锂离子的络合，实现富含无机组分的SEI/CEI的形成。因此，LiFSI/PDOL-BFE 电解质展现出 >4.7 V 的超高氧化稳定性，以及高达 98.5% 的锂金属库伦效率 (CE)，性能优于已报道的聚合物固态电解质 (PSSEs)。与 NCM811 正极匹配的固态锂金属电池 (LMBs) 在 1 C 的倍率下循环 480 次后，仍可保持 80% 的容量。具有 752.2 Wh L⁻¹ 高体积能量密度的全电池，也展现出创纪录的单圈容量保持率 (99.88%)。此外，LiFSI/PDOL-BFE 也赋予软包电池高度柔韧性，在经历 4000 次弯曲循环后，其容量利用率几乎没有变化。

郑子剑，香港理工大学应用生物及化学科技学系软材料及器件讲席教授、碳中和新材料研究院院长、港理大（惠州）大亚湾技术创新研究院院长、港理大（温州）创新技术研究院中心主任、智能可穿戴研究院副院长、材料与器件中心实验室副主任，教育部长江学者讲座教授，香港研资局高级研究学者，英国皇家化学学会会士。郑教授长期致力于柔性电子、高比能锂金属电池、柔性能源转化与存储等领域的新材料及器件设计、制备及机理研究，迄今已在Science，Nature，Nature Materials，Nature Electronics，Nature Communications，Science Advances，Advanced Materials等高水平SCI期刊发表学术论文260余篇，申请专利40余项，获20余项学术奖项。他创办了Wiley出版社旗下聚焦绿色能源环境材料的新期刊EcoMat并担任主编，同时担任Chemical Reviews编辑顾问委员会成员，以及Advanced Materials和Small特邀编辑。2018年当选香港青年科学院院士，2020年入选教育部长江学者讲座教授，2021年获香港大学教育资助委员会高级研究员称号，同年当选国际先进材料协会会士（FIAAM），2022年当选英国皇家化学学会会士（FRSC），2024年成为香港工程科学院青年院士（YFHKEng）。他还是首届（2023年）香港工程科技奖获得者。