固态电池因具备高的安全性，已成为下一代储能系统的关键候选技术。聚合物电解质虽在柔韧性与电极界面相容性方面表现良好，但室温离子电导率低、机械强度不足，制约了其实际应用。近年来，由聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）、聚氧化乙烯（PEO）和丁二腈（SN）组成的复合聚合物电解质受到关注，但仍面临两大挑战，一是 SN中的氰基在电场下易与锂发生副反应，导致Li⁺配位位点失活并促进锂枝晶生长；二是 PVDF-HFP成膜过程中溶剂挥发引发相分离，恶化电极界面接触。
鉴于此，林应斌教授团队将半导体工业中废弃的高介电单晶β-LiGaO₂（LGO）创新性地引入PVDF-HFP/PEO/SN体系。LGO作为多功能介电调制剂，具有三重作用：（1）通过强极化促进LiTFSI解离，提升自由Li⁺浓度；（2）利用偶极-偶极相互作用锚定SN分子，抑制其迁移与副反应；（3）调控PVDF-HFP结晶过程，诱导非晶区形成，改善膜均匀性和界面接触。该工作揭示了高介电纳米填料在聚合物电解质中的多重作用机制，提出“介电工程”作为设计高性能固态锂电池的通用策略，为多功能复合电解质开发提供新思路，同时实现半导体废料再利用，推动可持续电池技术发展。
研究成果以“Semiconductor waste-derived LiGaO2: A multifunctional regulator for crystallization, ion transport, and stability in polymer electrolytes”为题发表于国际物理类权威期刊《Applied Physics Reviews》。福建师范大学为论文的第一完成单位，我院2025届硕士毕业生龚炜梁为论文第一作者，我院陶剑铭副教授、林应斌教授以及中国科学院福建物质结构研究所陈晨龙研究员团队张志诚工程师担任共同通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金和福建省自然科学基金等项目的资助。
全文链接：https://doi.org/10.1063/5.0281318
