广东工业大学施志聪课题组和米兰理工大学Jie Li教授合作通过静电纺丝法，将锂镧钛氧（LLTO）纳米颗粒引入到聚丙烯腈（PAN）纤维后作为电解质的支撑体，利用LLTO的快离子导体的特性，构建了高离子电导率、高离子迁移数和电化学性能优良的聚四丙烯酸异戊四酯(PETEA)基凝胶聚合物电解质，用于高能量密度的锂金属电池。

基于超高的理论比容量(3860 mAh g^-1)的锂金属负极的锂金属电池(LMBs)是下一代电池的热门候选者。但是传统的液态电解质直接应用在LMBs中存在不良的副反应和安全问题等。因此，得益于自身的高灵活性和化学稳定性，聚合物电解质(PEs)作为一种有望成为液态电解质的替代品，近年来引起了广泛的研究。然而，PEs较低的室温离子电导率以及非原位制备技术导致较差的电极/电解质界面限制了其实际应用。

为了解决PEs存在的上述问题，我们将静电纺丝法和原位自由基聚合法相结合，设计了一种有机-无机复合的凝胶聚合物电解质(GPEs) (图1(a))。为避免LLTO因团聚而降低其优异的导离子特性，通过静电纺丝法使其均匀的分布在PAN中。此外，原位聚合不仅有效的解决非原位制备技术导致的电极/电解质界面较差的问题，而且形成的PETEA基凝胶聚合物电解质可以减少电解液与锂金属负极之间的副反应。通过上述方式得到的GPE-PAN-20%LLTO电解质在30 ℃时拥有6.0×10^-3 S cm^-1的离子电导率(σ)和0.85的离子迁移数(t_Li⁺)。令人满意的σ和t_Li⁺可以归因于：（1）LLTO不仅促进了锂盐的分解，而且可以固定阴离子，有利于传导Li⁺；（2）PETEA聚合物基底中丰富的C=O以及灵活的主链促进Li⁺的传导；（3）GPEs含有大量的电解液，使得其兼具液态电解质的高离子传导特性。

本文将NCM811|GPE-PAN-20%LLTO|Li电池的充电截止电压提高到4.5V时，不仅表现出比4.3V时更高的放电比容量，而且具有优良的循环性能和倍率性能。上述结果展示了GPE-PAN-20%LLTO优良的电化学性能和稳定性。此外，NCM811|GPE-PAN-20%LLTO|Li电池91.58%的首圈充放电效率和Li|GPE-PAN-20%LLTO|Li对称电池在0.5mA cm^-2的电流密度下稳定循环超过550小时都体现出GPE-PAN-20%LLTO与锂金属优异的界面稳定性。

综上，通过引入LLTO快离子导体和简单的原位聚合技术，构筑了具有优异电化学性能及安全性的GPE-PAN-20%LLTO凝胶聚合物电解质用于高能量密度锂金属电池，为锂金属电池的发展提供了一条行之有效的路径。