近日，课题组在Molecules(IF=4.6)期刊发表文章，题为：Enhancing Ion Transport in Polymer Electrolytes by Regulating Solvation Structure via Hydrogen Bond Networks. 本工作第一作者为21级博士研究生高宇晴。

        聚合物电解质（PEs）因具备较高的安全性，在高能量密度锂金属电池（LMBs）中具有广阔的应用前景。然而，其实际应用仍受限于离子电导率较低以及电化学稳定性不足，主要源于不理想的Li⁺溶剂化环境、受限的离子传输路径以及缓慢的聚合物链段运动。为此，本文提出一种分子设计策略，通过引入特定的氢键供体官能团聚合物单体（N,N′-亚甲基双丙烯酰胺），构建工程化氢键网络，实现对Li⁺溶剂化结构的精准调控。该策略结合了传统路易斯酸碱配位与氢键网络的协同作用，从而有效优化Li⁺配位环境，促进锂盐解离，并建立有利于离子快速迁移的传输通道，实现离子输运与聚合物链段运动的解耦。计算模拟结果表明，所引入的氢键在调控Li⁺配位结构、增强锂盐解离能力和构建高效离子迁移通道方面发挥了关键作用。实验结果进一步验证了该设计的有效性：基于MBA构建的聚合物电解质（MFE）在锂金属对称电池中实现了超过4000小时（0.1 mA cm⁻²）的稳定循环；在LFP|MFE|Li体系中展现出优异的循环稳定性，1400圈后容量保持率达81.0%；在高电压（4.3 V）下，NCM622|MFE|Li体系也保持了良好的循环性能，800圈后容量保持率为81.0%。本研究展示了一种基于氢键与路易斯酸碱协同作用的分子工程策略，通过对Li⁺溶剂化结构进行调控，从而显著提升聚合物电解质中的离子传输效率，为开发高性能固态锂金属电池提供了新的设计思路。