中图分类号：O646；TG146.2 文献标志码：A

文章编号：2096-2983（2025）03-0011-08

Abstract： Li metal battries have attracted significant attention due to their high energy density. However， safety issues arising from Li dendrite growth have limited their practical application. Solid electrolytes can significantly inhibit dendrite growth and exhibit excelent safety. In particular， solid polymer electrolytes are flexible， easy to process， and amenable to large-scale production， making them the most promising electrolyte systems.Nevertheless， solid polymer electrolytes are constrained by their low ionic conductivity and narrow electrochemical window， which prevent them from meeting practical application requirements. Therefore，the design and optimization of solid polymer electrolytes are of great significance. This article reviews the Li⁺ transport mechanisms， preparation methods， and modification strategies of solid polymer electrolytes and provides an outlook on the future practical application of solid state Li metal batteries.

Keywords： solid polymer electrolytes; solid state Li metal battery; ionic conductivity； Li dendrite

随着化石能源的日渐枯竭，以及新能源汽车等领域的快速发展[1]，开发具有高能量密度的电化学储能器件具有重大意义[2]。过去几十年来，锂离子电池一直是广泛使用的储能器件[3。基于石墨负极的锂离子电池的能量密度已接近其理论值上限（300W⋅h/kg） ，但仍难以满足新能源汽车对高能量密度的需求[1，4]。基于金属锂负极的电池体系，即金属锂电池，有望提供超过 500W⋅h/kg 的能量密度，应用潜力巨大[5]。然而，采用液体电解质的金属锂电池存在易泄露、易燃、易爆等问题，安全隐患大，极大地限制了金属锂电池的实际应用。采用固体电解质（solidelectrolyte，SE）是提高金属锂电池安全性的有效途径。常见的 SE通常可分为无机固体电解质（inorganic solid electrolyte，ISE）、聚合物固体电解质（solid polymer electrolyte，SPE）。ISE 通常具有较高的离子电导率，并且强度较高，但存在易碎、电极界面相容性差等问题[7]。SPE 具有良好的柔性，且与电极有较好的相容性，是最有大规模应用前景的一类电解质材料。但SPE存在室温电导率低，电化学稳定窗口较窄等问题，无法满足实际应用需求[8]。本文从SPE离子传输机制、SPE种类及改性策略、SPE制备工艺，总结了SPE的研究现状，最后对SPE的未来发展进行了展望。

1 SPE离子传输机制

锂离子在SPE中的传输，本质上是在电场作用下锂离子在聚合物基体中进行定向移动的过程。在这个过程中，锂离子需借助与聚合物的配位作用，通过在不同配位点之间的迁移实现锂离子的传输。

在众多理论模型中，常用Vogel-Tamman-Fulcher（VTF）方程描述SPE的离子电导率。……