本专利针对纯 PEO 基聚合物固态电解质室温 / 低温离子电导率偏低、锂离子迁移数小、锂负极界面差、易滋生锂枝晶行业痛点，开发原位改性氟化镁填料掺杂 PEO 复合固态电解质膜，工艺温和简便，可适配多体系全固态锂金属电池。
一、配方组成
电解质由三组分构成：
基体：高分子聚氧化乙烯（PEO，分子量约 60 万）；
锂盐：双三氟甲烷磺酰亚胺锂（LiTFSI）；
功能填料：\(Mg_{1-x}Li_xF_2\)，由\(MgF_2\)经液相锂掺杂改性得到，晶体内部生成大量\(Li_{Mg}\)阳离子空位缺陷。
二、三步制备工艺（全流程 60℃低温液相 + 真空成膜）
填料原位改性：
5~20 mg\(MgF_2\)分散于 5~15 mL 乙腈，添加 40~50 μL 二甲基亚砜，60℃搅拌 6~12 h，\(MgF_2\)晶格\(Mg^{2+}\)空位被\(Li^+\)嵌入，生成缺陷型\(Mg_{1-x}Li_xF_2\)；
配制铸膜液：
体系加入 0.3~0.5 g PEO、0.05~0.20 g LiTFSI，60℃继续搅拌 6~12 h，得到均匀透明前驱浆料；
真空干燥成膜：
浆料注入 PTFE 模具，真空干燥得到自支撑复合电解质薄膜。
三、核心改性机理
\(Mg_{1-x}Li_xF_2\)
表面丰富锂空位，与 PEO 分子链形成特殊界面区域，削弱 PEO 对\(Li^+\)的配位束缚，拓宽锂离子传输通道，降低聚合物结晶度；
电解质与金属锂负极接触时，填料诱导界面原位生成致密富 LiF 钝化层，阻隔副反应、稳定固固界面、抑制锂枝晶穿刺。
四、关键电化学性能（对比纯 PEO/LiTFSI 空白样）
离子传导：
30℃离子电导率\(0.158\ \mathrm{mS/cm}\)，锂离子迁移数 0.56，远优于无填料基准体系；
锂对称电池：
0℃、\(0.4\ \mathrm{mA\cdot cm^{-2}}\)工况下，Li||Li 电池稳定循环2650h 以上，无短路、无明显极化抬升；
五、技术优势
工艺简洁：
液相一锅法制备，反应条件温和、无需高温烧结，原料易得，易于规模化量产；
宽温域适配：
兼顾室温与低温电化学性能，突破传统 PEO 电解质仅高温可用的短板；
通用性强：
可匹配金属锂负极、LFP 磷酸铁锂、NCM811 三元等主流正负极体系。
