化客媒金属有机框架,具有多模态超分子相互作用站点,用于全固态电池中阻燃超声波导体
Yufeng Xie1, Liangliang Xu2, Yan Tong3
1Guangzhou Key Laboratory of Low-Dimensional Materials and Energy Storage Devices, School of Materials and Energy, Guangdong University of Technology, Guangzhou, 510006, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|April 4, 2024
概括
研究人员开发了新的化客介导金属有机框架 (MGM-MOFs),用于更安全,高能固态电池. 这些MGM-MOF增强了离子运输和稳定性,克服了当前固态电解质技术的挑战.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 开发高性能固态电解质 (SSEs) 对于推进更安全,高能固态电池 (SSB) 至关重要.
- 传统的金属有机框架 (MOF) 在电池应用中经常面临着易燃性和稳定性的挑战.
研究的目的:
- 引入一种新的材料类别,即化客媒金属有机框架 (MGM-MOFs),以提高固态电池的性能.
- 研究MGM-MOF的结构-属性关系,以改善离子传输和电化学稳定性.
主要方法:
- 使用纳米局限的现场固化策略,通过将化晶体有机电解质 (ML20) 嵌入阴离子MOF-OH.中来创建MGM-MOF.
- 由此产生的MGM-MOF-OH结构以其超分子相互作用和纳米通道内的静电环境为特征.
- 评估了电化学性能,包括Li+导电性和转移数.
主要成果:
- MGM-MOF-OH通过在纳米通道内的负静电环境之间跳跃表现出高效的Li+运输,抑制了离子运动.
- 取得了7.1 × 10^-4 S cm^-1的显著Li+导电性和0.81.1的高Li+转移数.
- 用MGM-MOF-OH组装的SSB显示出出色的循环稳定性和高特异能量密度,为410.5Wh kg^-1.
结论:
- 由于其增强的稳定性和性能,MGM-MOFs为克服传统MOFs在电池应用中的局限性提供了一个有希望的途径.
- 开发的MGM-MOF-OH材料表现出高强度的抗点火,高电压和湿度,表明其在实用SSB应用中的潜力.
- 这项工作为下一代高能量的安全固态电池设计先进的SSE铺平了道路.
