DOI: 10.1016/j.jpowsour.2023.232851

本研究采用静电纺丝方法制备了由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）超细纤维和聚偏氟乙烯（PVDF）纳米纤维层组成的坚固双层非织造/纳米纤维织物，作为固体聚合物电解质（SPEs）的基材。该基材增强了基于聚环氧乙烷的SPEs的机械/热稳定性和物理化学性能（特别是离子电导率和电化学稳定性窗口），有助于大大提高全固态锂金属电池（ASSLMBs）的电化学性能。特别是，Li/Li对称和Li/LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 ASSLMB电池的电化学测量表明，由于引入衬底抑制了Li枝晶诱导的SPEs短路和电化学氧化反应，其循环特性和倍率性能大大增强。这些优势源于具有优异机械/热性能的PET超细纤维层以及具有均匀孔隙率和较好电化学氧化稳定性的PVDF纳米纤维层的协同作用。因此，这项研究为制造可靠的SPEs提供了一种很有前途的策略，表明基于坚固双层衬底的SPEs在高性能ASSLMBs中具有巨大的应用潜力。

图1.（a）nPPV-SPEs合成过程示意图。（b）nPPV基底的光学照片。

图2.（a）PET超细纤维、（b）PVDF纳米纤维侧（插图：直径分布）和（c）nPPV横截面的SEM图像。（d）nPPV的孔径分布。（e）nPPV的TGA曲线。

图3.nPPV-SPEs的SEM图像：（a）PET侧的表面、（b）PVDF侧的表面和（c）横截面。（d）PEO-SPEs和nPPV-SPEs的应力-应变曲线。（e）不同温度下PEO-SPEs和nPPV-SPEs的热性能比较。

图4.（a）具有不同EO与Li比率的nPPV-SPEs的提取离子电导率的Arrhenius图。（b）PEO-SPEs和nPPV-SPEs在10mV/s的扫描速率下的LSV曲线。

图5.（a）70℃下，用于锂电镀/剥离测量的Li/PEO-SPE/Li和Li/nPPV-SPE/Li对称电池在电流密度为0.1mA/cm2时的电压分布。（b）第290小时至第302小时的放大电压曲线。（c）70℃下，Li/PEO-SPE/NMC532和Li/nPPV-SPE/NMC532 ASSLMBs在0.1C时的循环性能。（d）Li/PEO-SPE/NMC532和Li/nPPV-SPE/NMC532 ASSLMBs在70℃下的倍率性能。

图6.nPPV衬底对基于SPE的ASSLMB系统性能增强的影响示意图。