Zwitterion改変金属有機フレームワーク (MOF) から派生した固体イオン性液体の合成とLi⁺伝導の研究

科学分野:

• マテリアルサイエンス 材料科学
• 電気化学 電気化学について
• ナノテクノロジー ナノテクノロジー

背景:

• 急速イオン伝導チャネルは,リチウムイオン固体電解質 (LiSSEs) の進歩に不可欠です.
• イオン転送とLi+移行数の改善は,高性能LiSSEsの主要な目標です.

研究 の 目的:

• Li+イオン性液体で共振的に改変された金属有機フレームワーク (MOF) をベースにした新しいタイプのLiSSEを報告する.
• 新しいUIO-66-APS⋅xLiTFSI材料の構造-特性関係と性能を調査する.

主な方法:

• アミノ-1-プロパン硫酸塩 (APS) とリチウムビス・トリフローロメタン) スルフォニミド (LiTFSI) と共振的に改変された UiO-66-MOF の合成.
• 材料の構造,成分効果,およびイオン伝導性の特徴.
• 温度範囲におけるイオン伝導率とLi+移転数 (tLi+) の測定.

主要な成果:

• UiO-66-APS⋅2.7LiTFSI素材は,同類のイオン液体よりも2桁高いLi+伝導性を示しています.
• 室温で3.5 × 10−4 S cm−1のイオン伝導性と0.83のLi+移転数を達成しました.
• 導電性は温度とともに増加し, 100 °Cで1.33 × 10−2 S cm−1に達し,アーレニウス型依存を伴う.

結論:

• 新しいMOFベースのLiSSEは,効率的なLi+伝送のために,オーダーされたチャンネルと豊富なホッピングサイトを提供します.
• この材料は,高いイオン伝導性,高いLi + 転送数,および優れた安全性 (不可燃性,不漏れ) を示しています.
• この研究は,次世代のエネルギー貯蔵のための高性能で安全なLiSSEの開発のための有望な戦略を提示しています.