近日,遼寧科技大學(xué)能源材料與電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)團(tuán)隊(duì)安百鋼教授、姜廣申副教授繼在能源材料頂級(jí)期刊《Advanced Energy Materials》發(fā)表重要成果后,該團(tuán)隊(duì)的最新研究成果《Engineering Electronic Inductive Effect of Linker in Metal-Organic Framework Glass Toward Fast-Charging and Stable-Cycling Quasi-Solid-State Lithium Metal Batteries》成功發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)材料期刊《Advanced Functional Materials》(2024年影響因子:18.5)。該研究聚焦于提升準(zhǔn)固態(tài)鋰金屬電池性能的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。第一作者為遼寧科技大學(xué)2023級(jí)碩士研究生李麗超,通訊作者為遼寧科技大學(xué)安百鋼教授、姜廣申副教授和西北工業(yè)大學(xué)徐飛教授。
金屬-有機(jī)框架因其結(jié)構(gòu)和組成特性已被證實(shí)是頗具前景的準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)基質(zhì),然而,由于陰離子的強(qiáng)烈束縛和晶界帶來(lái)的高離子電阻導(dǎo)致其鋰離子電導(dǎo)率較低,阻礙了其在固態(tài)電池進(jìn)一步發(fā)展。鑒于此,采用了一種結(jié)合策略,即同時(shí)對(duì)金屬-有機(jī)框架的配體進(jìn)行電子誘導(dǎo)效應(yīng)設(shè)計(jì)和玻璃化處理以提升MOF基準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電導(dǎo)率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,制備的氯取代的玻璃態(tài)ZIF-62固態(tài)電解質(zhì)在室溫下展現(xiàn)出高達(dá)4.89 × 10-4 S cm?1的鋰離子電導(dǎo)率。與LiFePO?正極組裝成的鋰金屬電池,在1C電流密度下表現(xiàn)出145.4 mAh g?1的初始容量和僅為0.006%的容量衰減率,并且在5C高電流密度下仍具有79.5 mAh g?1的優(yōu)異快充性能。本工作證明了在MOF玻璃中引入吸電子基團(tuán)對(duì)于提升鋰離子電導(dǎo)率的有效性,并為提升基MOF玻璃基的準(zhǔn)固態(tài)鋰金屬電池的快充性能和穩(wěn)定循環(huán)性能提供了一種策略。
據(jù)了解,該研究在國(guó)家自然科學(xué)基金等多項(xiàng)資助下由遼寧省能源材料與電化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室能源材料與電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合西北工業(yè)大學(xué)共同完成。該論文是遼科大作為第一完成單位在能源材料領(lǐng)域獲得的又一重要成果,體現(xiàn)了學(xué)校在該領(lǐng)域的研究實(shí)力。