固态锂金属电池(SSLMB)的性能常常受到聚乙二醇(PEO)基电解质低离子电导率、窄电化学窗口以及机械强度不足的限制。
研究者受海星“外柔内刚”结构的启发利用静电纺丝技术设计了一种多功能“海星型”复合聚合物电解质(CPEs)。这种CPEs由聚丙烯腈/金属有机框架/离子液体(PAN/MOFs/ILs)组成的三维刚性骨架网络构成,形成了连续且高效的锂离子传输通道:MOFs提供刚性支撑,PEO作为缓冲外层提高界面相容性,离子液体降低界面阻抗。该CPEs表现出优异的离子电导率(4.37×10⁻⁴ S cm⁻¹)、宽电化学窗口(5.34 V)、均匀的锂离子通量以及较高的离子迁移数(0.69)。
基于这些协同优势,Li/CPEs/Li对称电池在超过1300小时内表现出卓越的枝晶抑制能力,而LiFePO₄/CPEs/Li电池在1.0 C倍率下循环2100次后容量保持率达90.1%,创下了基于MOF/PEO的SSLMB的最佳性能纪录。