华中科技大学材料科学与工程学院郭新教授在ChemSusChem期刊发表论文，设计制备了一种具有氟化聚合物骨架的准固体电解质。该电解质实现了优异的双电极稳定性，一方面，其在锂金属表面衍生的富氟固体电解质界面层（SEI层），均匀了锂离子的沉积，抑制了锂金属的失效；另一方面，其减少了正极侧的氧化副反应，防止了正极结构坍塌而失效。

金属锂具有高比容量（3860 mAh g^-1）和低还原电位（-3.04 V vs. 标准氢电极），是实现锂电池高能密度的理想负极材料之一。然而，高还原性的金属锂和传统液体电解质之间形成的界面不稳定，极易导致不可控的锂枝晶生长，限制了金属锂的实用化。聚合物基准固体电解质兼具液体电解质和聚合物电解质的优势，一方面具有可观的离子电导率，另一方面抑制锂枝晶效果显著，有望实现高能量密度的锂金属电池。值得注意的是，准固体电解质中的聚合物骨架与锂金属直接接触，由其衍生物参与形成的SEI层直接影响了锂金属的稳定性。

有鉴于此，作者通过电解质设计，制备了一种特殊的聚合物基准固体电解质。在此电解质中，聚合物骨架由含氟丙烯酸酯（2,2,3,4,4,4-六氟丁基丙烯酸酯）和交联剂（三乙二醇二丙烯酸酯）共聚获得；液相组分为碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯；锂盐为二草酸硼酸锂。作为电解质中氟的唯一来源，含氟聚合物骨架在SEI中衍生了丰富的含氟组分（C-F和LiF），有利于加快锂离子在SEI层中的传输和诱导锂离子的均匀沉积。得益于此，金属锂负极实现了高稳定性，在0.3 mA cm^-2（0.3 mAh cm^-2）的电流密度下可稳定循环1400小时。同时，在搭配高压层状氧化物正极（LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂）和金属锂使用时，以0.5 C的倍率循环300次后容量保持率可达87.7%。这是由于，含氟聚合物一方面具有本征强抗氧化性，另一方面抑制了碳酸酯组分的氧化分解，正极侧的有害副反应得以抑制。因此，通过聚合物基准固体电解质中的聚合物骨架可实现正负极双侧的稳定性，为通过聚合物设计来实现高能量密度和长循环寿命的锂金属电池提供了一种可行的发展方向。