固态电解质是推动高能量密度锂金属电池（LMBs）走向实际应用的核心材料之一。然而，传统的无机陶瓷电解质脆性大、界面接触差，而聚合物电解质则存在离子电导率低、枝晶抑制能力不足等问题。如何同时实现高离子电导率、优异机械性能与稳定的电极/电解质界面，一直是该领域的重大挑战。
图1 受轮胎启发的PMEC电解质设计示意图。图片来源：Angewandte Chemie.
近日，中山大学材料科学与工程学院张鹏课题组从橡胶轮胎的耐久性和多级结构中获得灵感，设计并制备了一种新型自适应固态弹性电解质（PMEC）。该电解质模仿轮胎“软橡胶基质+液体增塑剂+刚性增强网格”的复合结构，通过将深共晶电解质（DEE）均匀嵌入化学交联的聚合物网络中，并引入聚乙烯（PE）多孔骨架增强，成功实现了高离子电导率（30°C下2.37 mS cm⁻¹）、高锂离子迁移数（0.64）、优异弹性（拉伸应变187%）和强界面粘附力（36.34 J m⁻²）的协同提升。基于PMEC组装的对称电池可稳定循环超过2000小时，与LiFePO₄正极匹配的全电池在0.5C下循环800次后容量保持率超过88%，并在切割、弯曲等机械滥用下仍保持正常工作。
该工作以“Design and Preparation of Self‐Adaptive and Robust Solid‐State Elastomeric Electrolyte for Lithium Metal Battery Inspired by Rubber Tire”为题发表在《Angewandte Chemie International Edition》上（DOI: 10.1002/anie.202513167）。文章第一作者为中山大学博士后姚正银，张鹏副教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划及广东省自然科学基金等项目的支持。
图2 PMEC基准固态锂金属软包电池机械滥用测试及电池内在构效关系机制示意图。图片来源：Angewandte Chemie.
该工作是张鹏课题组在聚合物电池材料领域系统性研究的重要延续。2025年，课题组在《Chemical Engineering Journal》上报道了共聚物微相分离结构调控电子、离子双连续网络的作用机制（Chem. Eng. J., 2025, 506, 160290），在《Nano Research Energy》上提出了多孔骨架增强复合弹性体电解质的通用制备方法（Nano Res. Energy, 2025, DOI: 10.26599/NRE.2025.9120181），在《Chemical Science》上报道了弹性电解质中离子传输机制的调控策略（Chem. Sci., 2025, 16, 6812），并在《Chemical Engineering Journal》上深入揭示了负极材料内部的离子传输机制（Chem. Eng. J., 2025, 520, 165880）。这些前期工作为本次PMEC电解质的结构设计与性能优化提供了坚实的理论和实验基础。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202513167
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