具有快速离子迁移功能的饼状MOF固态电解质助力高性能钠电池
【产品介绍】:
固体电解质(SSE)由于其广泛的电化学窗口和热稳定性,在下一代储能材料中引起了极大的关注。然而,SSE的高界面阻抗、低离子迁移数和复杂的制备工艺限制了其应用。有鉴于此,武汉理工大学麦立强教授和Lin Xu等人受红细胞优异的筛分功能和高比表面积的启发,将饼状金属有机框架(MOF)与液体电解质结合,获得了一种固体状电解质(SLE)。
本文要点:
1)通过简单的水热法制备形状类似于红细胞的饼状MIL-125(PLM)。其独特的三维孔隙结构可以作为LE的“宿主”,限制阴离子的迁移(PLM@LE)。由于PLM具有较大的孔径比和光滑的饼状结构,钠离子可以在PLM中快速运输,使SLE在室温下具有6.60×10-4 S cm-1的高离子电导率和0.112 eV的低活化能。
2)同时,PLM独特的孔径大小和亲核官能团限制了阴离子的迁移,使钠离子迁移数从0.16增加到0.33。此外,MOF内部的LE可以在原子水平上润湿MOF粒子的点对点接触。
3)这种特殊的润湿效果和PLM颗粒之间的良好接触降低了钠离子的迁移势垒,从而使PLM@LE与钠金属之间具有良好的相容性。组装的Na0.44MnO2//PLM@LE//Na SIBs可以在100 mA g-1条件下稳定循环160次而不发生明显的容量衰减。
Gang Zhang et al. Pancake-Like MOF Solid-State Electrolytes with Fast Ion Migration for High-Performance Sodium Battery. Nano-Micro Letters 2021, 13 (1), 105.
DOI: 10.1007/s40820-021-00628-0.
https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-021-00628-0




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