在复合聚合物电解质中为快速+运输量身定制Ce中心金属有机框架
Liyuan Wang1, Lingli Dong1, Liyuan Xie1
1Henan Engineering Research Center of Design and Recycle for Advanced Electrochemical Energy Storage Materials, School of Materials Science and Engineering, Henan Normal University, Xinxiang, Henan 453007, PR China.
ACS applied materials & interfaces
|November 1, 2024
概括
本研究介绍了Ce-UiO-66金属有机框架 (MOF) 作为聚乙烯氧化物 (PEO) 电解质中的添加剂. 这些MOF增强了先进的金属电池的离子导电性和稳定性.
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:
- 金属有机框架 (MOF) 对于增强复合体固体电解质至关重要.
- 优化MOF结构,特别是金属节点,是改善MOF固体电解质的关键.
- 基于聚乙烯氧化物 (PEO) 的电解质对固态电池具有前景,但往往患有低离子导电性.
研究的目的:
- 为了合成和描述一种新的MOF,Ce-UiO-66,使用作为金属中心.
- 将Ce-UiO-66纳入PEO矩阵,以创建一个复合固态电解质 (Ce-UiO@PEO).
- 评估Ce-UiO@PEO电解质在离子运输和电池应用中的性能.
主要方法:
- 通过Ce4+与有机配体的协调合成Ce-UiO-66 MOF.
- 通过在PEO矩阵中分散Ce-UiO-66来制造Ce-UiO@PEO复合体固态电解质.
- 电化学表征包括离子导电量测量,转移数的确定和电池循环性能测试.
主要成果:
- Ce-UiO-66表现出不和的开放金属部位和氧气空缺,增强易斯酸度,以有效地与PEO和Li盐离子相互作用.
- 优化的Ce-UiO@PEO复合电解质显示了4.20 × 10^-4 S cm^-1的增强的离子导电性和在60°C时0.39的改进的Li+转移数.
- 使用Ce-UiO@PEO电解质的Li/Li对称和Li/LiFePO4全细胞表现出卓越的循环稳定性和速率性能.
结论:
- Ce-UiO-66作为一种有效的添加剂,可以提高基于PEO的复合固体电解质的性能.
- 开发的Ce-UiO@PEO电解质由于其改善的离子导电性和稳定性,为高性能金属电池提供了有前途的途径.
- 在MOF中调节金属节点的策略为设计先进的固态电解质提供了有价值的方法.
