锂离子电池虽已广泛应用于多个领域，但液态电解液带来的安全隐患不容忽视，如电解液泄漏、挥发、燃烧甚至爆炸等。相较之下，固态锂电池以其高安全性成为科研与产业的新宠。固态电解质作为其核心，通常分为无机与聚合物两大类。聚合物电解质因其柔韧性和低界面电阻优势，尤其适合大规模制造与大容量应用。

聚环氧乙烷（PEO）作为固态锂金属电池的理想材料，兼具高柔韧性、优良加工性和良好的界面接触性，与锂金属负极的兼容性也十分出色。然而，其室温离子电导率偏低的问题限制了其在室温固态聚合物锂金属电池领域的应用。近期，国内外科研人员在该领域取得了显著进展，而中国科学院青岛生物能源与过程研究所崔光磊课题组更是发表了相关综述论文，详细介绍了PEO固态聚合物电解质在室温固态锂金属电池中的应用进展，并展望了其未来挑战与发展趋势。

PEO基固态聚合物电解质作为研究最为广泛的电解质材料，在众多SPE中脱颖而出。然而，其室温离子电导率偏低，仅为~10−6 S/cm，与传统液体电解质相比，存在显著差距。针对这一问题，科研人员进行了多方面的探索，包括电解质改性、构建复合正极等策略。例如，通过纳米填料复合三维(3D)骨架增强、分子水平调节、与其他聚合物共混以及正极内部构建快速离子传输通道等方法，取得了一定的进展，从而提升了PEO固态聚合物锂金属电池的室温运行等综合性能。

尽管如此，PEO固态聚合物电解质构建的室温SSLB仍停留在实验室研究阶段，距离实际应用尚有距离。目前，新能源汽车等对锂电池的高能量密度、高安全性提出了更为严苛的要求。因此，开发能够在室温下工作、具有高离子电导率(≥10−4 S/cm)同时适应高电压正极(≥ 4 V)的PEO固态聚合物电解质新体系显得尤为重要。利用分子轨道理论，通过调整PEO基固态聚合物电解质的分子结构或引入特性官能团（如氰基等），可以提高LUMO能级并降低HOMO能级，从而显著拓宽PEO电解质体系的电化学稳定窗口。
如何实现纳米填料在PEO电解质中的均匀分散？针对这一问题，我们深入探讨了PEO固态聚合物电解质的综合性能提升。在体系中加入纳米填料被证实为一种有效的策略，尤其是当需要大幅度提高室温离子电导率时，通常添加量会达到10 wt.%或以上。然而，陶瓷填料与PEO基体的结合较弱，容易引发团聚问题，进而损害电解质的加工和机械性能，阻断Li+的传输通道。因此，开发新型纳米填料或探索抑制无机纳米填料团聚的方法显得尤为重要。
此外，PEO电解质的高倍率性能也是一大挑战。SSLB的倍率性能依赖于Li+在电极间的快速扩散，而高离子电导率和高tLi+的电解质则是关键。但PEO固态聚合物电解质在室温下结晶度高，不利于Li+传导，导致离子电导率低，难以支持高倍率运行。因此，开发适用于高倍率室温SSLB的PEO固态聚合物电解质成为了迫切需求。

同时，构建高电子和离子导电性的正极也是关键。为了提升固态锂电池在大电流密度和高面积负载下的性能，正极的导电性至关重要。构建复合正极并引入聚合物电解质作为粘结剂，可以有效在正极内部构建丰富的离子传输通道。然而，聚合物粘结剂的添加量需要精准控制，以避免过多或过少带来的问题。因此，研发新的方法或严格控制聚合物粘结剂的含量，是实现高面载量正极高导电性的关键。
鉴于未来锂电池可能面临的复杂极端工况，如极地、深海、深空等环境，开发能够在宽温区（-100~200℃）内展现优异循环寿命和高安全特性的PEO固态聚合物锂金属电池或固态聚合物锂离子电池显得尤为重要。

在构建热安全SSLB方面，由于锂电池应用范围的扩大，其热安全问题日益凸显。因此，研发能够形成更耐高温SEI的电解质、提高热失控触发温度或避免热失控的高安全电解质成为当务之急。

综上所述，PEO固态聚合物室温锂金属电池作为科研和产业界的焦点，仍面临诸多挑战。然而，随着科研工作者的不断探索和努力，这些难题有望逐步解决，推动PEO固态聚合物室温锂金属电池实现跨越式发展，以满足不同极端应用工况的需求。