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?吉大徐吉靜AEM：無邊界MOF玻璃電解質(zhì)實現(xiàn)高穩(wěn)定全固態(tài)鋰-氧電池

可充鋰-氧電池（LOB）被認為是最有前景的儲能系統(tǒng)之一。然而，采用活性鋰金屬以及在電池運行過程中形成的鋰枝晶會導致嚴重的安全問題，尤其是在使用易燃液態(tài)電解液時。

圖1. 采用MOF玻璃SSE的 SLOB的設(shè)計示意圖

吉林大學徐吉靜等開發(fā)了用于穩(wěn)定全固態(tài)LOB（SSLOB）的先進金屬-有機框架（MOF）玻璃基固態(tài)電解質(zhì)（SSEs）。具體而言，這項工作報告了一種基于鋰離子傳導的ZIF-62玻璃膜（LZGM）固態(tài)電解質(zhì)，其具有高離子傳導性（20℃時為5×10^-4 S cm^-1）、高鋰離子轉(zhuǎn)移數(shù)（0.86）以及對鋰和空氣成分的出色穩(wěn)定性。另外，由于LZGM具有強大的機械穩(wěn)定性，因此在0.5mA cm^-2下進行1200小時的沉積/剝離測試時，它也表現(xiàn)出卓越的枝晶抑制能力和界面兼容性。

圖2.?MOF玻璃SSE的電化學特性

此外，這項工作通過電化學沉積技術(shù)，將LZGM與高電子導電性聚三聯(lián)噻吩 (pTTh)結(jié)合，設(shè)計了電子導電和離子導電固態(tài)正極（SSC）。通過控制LZGM離子導體和pTTh電子導體的涂層順序，可以定向調(diào)節(jié)放電產(chǎn)物的生長模式。結(jié)果，基于LZGM復合材料的集成SSLOB顯示出13552 mAh g^-1的超高放電比容量和400次循環(huán)的長循環(huán)壽命。所提出的MOF玻璃電解質(zhì)體系為開發(fā)具有高性能和高穩(wěn)定性的SSLOB提供了一種前景廣闊的策略，這將進一步推動全固態(tài)電池的發(fā)展。

圖3.?SSC的設(shè)計和SSLOB的電化學性能

Boundary-Free Metal–Organic Framework Glasses Enable Highly Stable All-Solid-State Lithium–Oxygen Battery. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202303829

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