由于鋰金屬與傳統有機液體電解質之間的高反應性，鋰金屬電極的反應通常是不均勻的，并且還會出現意想不到的副反應。因此，構建穩定的固體電解質界面（SEI）對于提高鋰金屬負極的性能至關重要。在此，通過聚丙烯腈（PAN）納米纖維膜與三甲基丙烯酸三羥甲基丙酯（TMPTMA）和1,6-己二醇二丙烯酸酯（HDDA）的原位聚合，精確制備了一種三明治狀凝膠聚合物電解質（GPE）。所得GPE具有緊密交聯的凝膠骨架，其離子電導率較高，電化學窗口為5.6V（vs.Li/Li+）。特別是，鋰金屬負極的預處理可以提高界面潤濕性，化學預處理的鋰金屬負極表面和GPE的協同作用有利于原位電化學生成具有富氟無機成分且組成穩定的SEI。由于這些獨特的優勢，GPE與鋰金屬之間的界面相容性大大提高。同時，所形成的SEI可以抑制鋰枝晶的形成，從而減輕GPE的分解。組裝的Li-FEC|GPE|LiFePO4全電池具有157.1mAh/g的高初始放電容量，在0.2C下循環100次后的容量保持率為92.3%。
圖1.PPL-6.7%的合成。
圖2.（a）PPL-6.7%、純TMPTMA和純HDDA的FT-IR光譜；（b）PPL-6.7%、PEG-LiTFSI/6.7%TMPTMA-HDDA、P（TMPTMA-HDDA）、PAN和鋰鹽的XRD圖譜；（c）PPL-5%、PPL-6.7%、PPL-10%和PPL-20%的TGA曲線；（d）PAN納米纖維膜和Celgard的靜態接觸角。
圖3.（a）SS|PPL-6.7%|SS電池在不同溫度下的電化學阻抗譜（EIS）；（b）GPEs的Arrhenius圖；（c）GPEs的線性掃描伏安（LSV）曲線；（d）PPL-6.7%極化曲線以及初始和穩態電化學阻抗。
圖4.（a）在25℃下測量1天、3天、5天和7天后對稱Li和Li-FEC電池的奈奎斯特圖；（b）通過測試Li|PPL-6.7%|Li對稱電池和Li-FEC|PPL-6.7%|Li-FEC對稱電池來比較極化。
圖5.（a）在0.2mA/cm2下循環200h后Li-FEC|PPL-6.7%|Li-FEC電池鋰負極的表面SEM圖像；（b）在0.2mA/cm2下循環120h后Li|PPL-6.7%|Li電池鋰負極的表面SEM圖像；（c,d）循環200h后Li-FEC|PPL-6.7%|Li-FEC鋰負極的TEM；（e-g）循環后Li-FEC負極的XPS光譜；（h-j）循環后Li-FEC負極的XPS光譜。
圖6.（a）Li|PPL-6.7%|LFP和Li-FEC|PPL-6.7%|LFP電池的放電容量；（b）倍率性能；（c）Li|PPL-6.7%|LFP和Li-FEC|PPL-6.7%|LFP電池在25℃、0.2C下的循環性能，（d）Li|PPL-6.7%|LFP和Li-FEC|PPL-6.7%|LFP電池在50℃、0.2C下的循環性能。
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