固态锂离子电池由于高的能量密度（2550 Wh kg-1）和高安全性，被认为是最有前途的二次电池。
然而，在充放电过程中，由于电解质离子传导低和电极/电解质界面不稳定，电池中Li+传输较差。
Li+传输差严重阻碍了固态锂离子电池的实际应用。所以，提高Li+的传输速率是里锂电池的关键问题之一。
在此，我们证明了使用具有高离子传导和高粘附性的聚氨酯基电解质（PO-PU-LiTFSI）可以实现快速和稳定的Li+传输。
电解质的极性聚氨酯/尿素基团降低了Li+的跳跃能垒，实现了高离子电导率（1.8×10-4 S cm-1）、
高离子转移数（0.54）和低活化能（0.39 eV），从而实现了Li+的快速输运。同时，由于聚氨酯的极性聚氨酯/尿素基团使电解质具有较高的附着力，
保证了界面的紧密接触和自愈合的电极/电解质的界面，
从而确保了Li+的稳定转运。得益于快速和稳定的Li+传输，使用PO-PU-LiTFSI电解质的对称Li||Li电池在800 h内具有良好的循环稳定性和~40 mV的低过电位。
使用电解质的固态锂离子电池即使经过125次循环测试（硫负荷=4 mg cm-2），也能显示出∼610 mAh g-1的比容量。
使用(a)传统固体聚合物电解质(SPE)和(b)PO-PI-PU-LiTFSI电解质、PO-LiTFSI的固态Li-S电池示意图。PO-PU-LITFSI电解液的(d)横截面和(e)俯视图SEM图像，
插图是电解液的光学图像。(f)PO-PU-LiTFSI电解质的FTIR光谱。
此外，我们通过激光共聚焦显微镜原位观察了循环过程中坚固的电极/电解质界面（图2e），也证实了高LITFSI含量电解质电池的稳定电极/电解质界面。
经过不同的充放电循环后，电极的形状发生了变化，但电解质仍与电极紧密接触，无裂纹。即使我们将硫阴极从电解质表面剥离，
断裂的电极/电解质界面在短暂接触后仍能及时恢复，显示出电极/电解质界面的自愈合能力（图2f）。
使用电镀/剥离50个循环后的PO-PU-LiTFSI电解质的固态Li-S电池的(a)80%和(b)20%LiTFSI含量的横截面扫描电镜图像；
使用PO-PU-LiTFSI电解质(c)80%和(d)20%后的电池LiTFSI阳极的扫描电镜图像；e)固态Li-S电池经过不同循环后的电极/电解质界面的原位光学显微镜图像；
(f)光学显微镜图像显示了电极/电解质界面的自愈合情况；(g)使用PO-PU-LiTFSI电解质的鲁棒界面的机制说明。
结论与展望
本工作表明固态锂硫电池的锂离子传输问题可以通过使用带有极性基团的电解质来解决。这种设计理念有潜力解决其他固态电池的类似界面问题。
通讯作者介绍
潘钦敏：哈尔滨工业大学化工学院教授，博导。主要从事仿生微纳米材料设计与应用、新型储能器件及材料研究，
已在国际知名学术期刊发表论文200余篇，被SCI他引＞7000次。先后主持承担国家自然科学基金项目。总装备预研重点基金项目等。
2010年作为第一完成人获得黑龙江省自然科学一等奖。
引用此文
Cui X, Wang X, Pan Q. Achieving fast and stable Li+ transport in lithium-sulfur battery via a high ionic conduction and high adhesion solid polymer electrolyte.
Energy Mater 2023;3:300034. http://dx.doi.org/10.20517/energymater.2023.19
