静电纺丝技术由于其高孔隙率能在一定程度上提高GPEs对电解液的吸收，但在机械稳定性方面仍存在一些问题，特别是在高温条件下。目前制备耐热GPEs的方法有多种，包括引入高热稳定性的有机/无机填料，加入离子液体或制造交联网络等。通过Friedel-Crafts烷基化反应可以合成具有优异热稳定性和孔结构丰富的超交联聚合物(HCPs)，以往研究也已证明HCPs的掺入可以显著改善电解质的热稳定性和机械稳定性。

       基于以上背景，四川大学高分子科学与工程学院任世杰教授课题组和李龙玉研究员课题组采用静电纺丝技术，将PVDF与三嵌段共聚物(PS-PEO-PS，CPs)共混制备了一系列具有高孔隙率的前驱体膜，进一步通过Friedel-Crafts烷基化反应将前驱体膜后交联制备了一系列新型的静电纺丝交联聚合物膜(CPMs)，浸泡在电解液中活化得到了交联凝胶聚合物电解质(CGPEs)。CGPEs具有优异的热稳定性和纳米纤维结构提供的高孔隙率，使其在高达260 °C的温度下也能保持良好的尺寸稳定性(图1)和高孔隙率(~40%) (图2)。

图1 CPM-x在不同温度的烘箱中热处理后的图像。

图2 在不同温度(120 °C~260 °C)下加热1 h后PM-x和CPM-x的孔隙率。

       CPMs本身具有高孔隙率，同时CPs的加入及后交联能有效降低电纺膜的结晶度(图3)，这些均有利于交联膜对电解液的吸收从而提高CGPEs的离子电导率(图4)。

图3 m-PVDF、PM-15、PM-100、CPM-15和CPM-100的XRD谱图。

图4 m-PVDF、CPM-15、CPM-25、CPM-50、CPM-100的电解质吸液率(黑点)，e-PVDF、CGPE-15、CGPE-25、CGPE-50、CGPE-100的离子电导率(红点)。

      前驱体膜的后交联增加了纳米纤维的刚性，不仅赋予了聚合物膜在高温下的尺寸稳定性，同时使CGPEs具有了优异的电化学性能（图5~7）。

图5 e-PVDF和CGPE-x的线性扫描伏安图。

图6 e-PVDF和CGPE-x的倍率性能。

图7 CGPE-25在0.1 C下的放电容量和库仑效率。

       该工作发表在Chinese Journal of Polymer Science上。龚雪硕士研究生是该论文的第一作者，任世杰教授和李龙玉研究员为共同通讯作者。

原文信息：

Cross-linked Electrospun Gel Polymer Electrolytes for Lithium-Ion Batteries

Gong, X.; Xiao, Q.; Li, Q. Y.; Liang, W. C.; Chen, F.; Li, L. Y.; Ren, S. J.

Chinese J. Polym. Sci. 

DOI: 10.1007/s10118-024-3136-2