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???Small Methods：核-殼MOF-in-MOF納米孔雙功能電解質(zhì)載體助力高性能固態(tài)鋰電池

具有高安全性的固態(tài)鋰離子電池是令人鼓舞的下一代可充電化學(xué)儲(chǔ)能裝置。然而，固態(tài)電解質(zhì)的低Li⁺電導(dǎo)率和固-固界面的不穩(wěn)定性是阻礙其實(shí)用性的關(guān)鍵問(wèn)題。

武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授、徐林教授提出了一種核-殼MOF-in-MOF納米孔 UIO-66@67作為獨(dú)特的離子液體（IL）雙功能載體，以構(gòu)建核-殼離子液體-固態(tài)電解質(zhì)（CSIL）。

在該CSIL設(shè)計(jì)中，殼結(jié)構(gòu)（UIO-67）具有較大的孔徑和高比表面積，這可提高離子液體電解質(zhì)的吸收量，從而提高離子電導(dǎo)率。此外，與離子液體相比，核結(jié)構(gòu)（UIO-66）具有較小的孔徑，可以限制大離子，降低其遷移率，并選擇性地促進(jìn)Li⁺的遷移。與均質(zhì)多孔載體（純 UIO-66 和 UIO-67）相比，CSIL固態(tài)電解質(zhì)在鋰轉(zhuǎn)移數(shù) (tLi+) 和離子電導(dǎo)率方面表現(xiàn)出顯著增強(qiáng)。

實(shí)驗(yàn)顯示，Li|CSIL|Li對(duì)稱(chēng)電池在1000 μA cm^-2下保持小于28 mV的穩(wěn)定極化超過(guò)1000小時(shí)。總體而言，該結(jié)果證明了核殼MOF-in-MOF納米孔是一種很有前景的固態(tài)或準(zhǔn)固態(tài)可充電池電解質(zhì)的雙功能載體。

圖1 UIO-66@67的架構(gòu)設(shè)計(jì)及作用機(jī)理示意圖

圖2 對(duì)稱(chēng)電池性能

Core–Shell MOF-in-MOF Nanopore Bifunctional Host of Electrolyte for High-Performance Solid-State Lithium Batteries. Small Methods 2021. DOI: 10.1002/smtd.202100508

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