SPEs具有较高的柔性、优异的加工性能、与电极良好兼容性，被认为是最有前景的固态电解质之一。但是，它的实际应用受到一些性能限制，包括：1）室温下低的离子电导率；2）锂离子迁移数低；3）电化学稳定性低；4）机械强度和热稳定性低；5）界面相容性差。大量的研究已证明，通过将无机填料添加到SPEs中构建复合聚合物电解质（CPEs）是一种可提高SPEs综合性能的有效策略，因此CPEs被认为是最具应用潜力的固态电解质之一。
无机填料的设计和合成是制备CPEs的重要一步，是提升SPEs性能的关键。目前研究的无机填料根据其自身是否具有离子传导的能力主要分为两类：活性填料和惰性填料。其中，除合成类无机填料外，一些天然黏土因其自身独特的物理化学特性而适宜作为无机填料应用于CPEs，一些报道的添加黏土基填料的CPEs具有与添加合成类填料的CPEs相当的离子电导率。相比较与合成类无机填料，天然黏土基无机填料具有成本低、适于规模化应用等优点，但目前受到的关注还较少。
基于以上背景，我校材料科学与工程学院博士生范朋在“先进矿物材料课题组”廖立兵教授、刘昊副教授和美国康涅狄格大学孙陆逸教授的指导下，对用于锂离子电池的高性能复合聚合物电解质进行了全面的总结。具有以下亮点：
1. 总结了传统SPEs的局限和CPEs最新的研究进展。
2. 详细地讨论了CPEs中无机填料对复合聚合物电解质各性能的影响和作用机制，重点探讨了影响CPEs离子电导率的因素。
3. 介绍了近年来报道的一些具有代表性的添加合成类无机填料的CPEs。
4. 重点介绍了可用于CPEs的天然粘土基填料及一些代表性的添加黏土基填料的CPEs。
图1图文摘要
图2 锂离子在两类SPEs中的离子迁移机制示意图：a) 典型的非晶态SPEs；b) P(EO)6:LiXF6 (X = P, As, Sb)晶态SPEs
图3 CPEs中锂离子的迁移路径示意图
上述成果发表于材料科学国际著名期刊《Advanced Functional Materials》：Fan Peng, Liu Hao, Vladimir Marosz, Nia T. Samuels, Steven L. Suib, Luyi Sun*, Libing Liao*. High Performance Composite Polymer Electrolytes for Lithium‐Ion Batteries. Advanced Functional Materials, 2021: 2101380. DOI: 10.1002/adfm.202101380, IF2020= 18.808。
全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202101380
