由于聚合物电解质在安全性、加工性和能量密度等方面具有巨大优势，被认为是高性能固态电池的候选者。全面探索快速离子传导机制对于聚合物电解质的设计和开发极为重要。长期以来，富电子官能团和链段柔性一直被认为是影响聚合物电解质中锂离子传输的决定性因素，而结晶度则被认为会阻碍锂离子有效传输。实际上，关于晶相和晶面对于锂离子传输影响的研究仍然很少。

近日，天津理工大学的张联齐研究员、宋大卫教授和马月副教授团队以聚偏氟乙烯-六氟丙烯为例，采用溶剂诱导策略对聚合物电解质晶相进行调控，最终产生有利于快速锂离子传输的新晶面。这项研究为晶相和晶面对锂离子传输影响机制提供了新见解。

以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为例，深入研究了晶相和晶面对聚合物电解质中锂离子传输的影响机制。同步辐射X射线衍射、差示扫描量热仪和傅里叶变换红外光谱结果显示，高沸点溶剂制备的PVDF-HFP电解质(α-PVDF-HFP)以离子传输能力较差的(020)α和(110/200)β晶相为主，溶剂调控后的PVDF-HFP电解质(β-PVDF-HFP)产生新晶相(111/201)β。密度泛函理论(DFT)计算表明，新暴露的(111/201)β晶面有利于提供更多的离子传输通道。系统的⁷Li固体核磁进一步证明了锂离子在β相主导的PVDF-HFP电解质中的快速传输。此外，扫描电子显微镜和透射电子显微镜可视化了不同晶相引起的聚合物电解质形貌变化，表明了晶面和外部形态之间的密切关系。

根据上述研究，该工作提出特定聚合物电解质晶相有利于离子传输的新思路。对于α-PVDF-HFP，在溶剂诱导过程中，高沸点溶剂(DMF)的缓慢挥发将获得具有更高孔径的球形骨架结构。产生对锂离子吸附能较低的(100/020)α晶相和(110/200)β晶相，无法有效传输锂离子。与此形成鲜明对比的是，对于β-PVDF-HFP，使用低溶解度参数溶剂(ACN)提供更强的塑化效果，并使分子链段局部旋转和转移，从而形成小晶核和更小的孔径。此外，诱导产生与锂离子提供更高结合能的(110/200)β晶相，为锂离子转移提供额外的传输路径，同时(100/020)α晶相和(110/200)β晶相相对减少。这项工作为聚合物结晶取向对锂离子传输行为的影响提供了新的视角。