近日,遼寧科技大學能源材料與電化學儲能技術團隊安百鋼教授、姜廣申副教授繼在能源材料頂級期刊《Advanced Energy Materials》發表重要成果后,該團隊的最新研究成果《Engineering Electronic Inductive Effect of Linker in Metal-Organic Framework Glass Toward Fast-Charging and Stable-Cycling Quasi-Solid-State Lithium Metal Batteries》成功發表于國際頂級材料期刊《Advanced Functional Materials》(2024年影響因子:18.5)。該研究聚焦于提升準固態鋰金屬電池性能的關鍵科學問題。第一作者為遼寧科技大學2023級碩士研究生李麗超,通訊作者為遼寧科技大學安百鋼教授、姜廣申副教授和西北工業大學徐飛教授。
金屬-有機框架因其結構和組成特性已被證實是頗具前景的準固態電解質基質,然而,由于陰離子的強烈束縛和晶界帶來的高離子電阻導致其鋰離子電導率較低,阻礙了其在固態電池進一步發展。鑒于此,采用了一種結合策略,即同時對金屬-有機框架的配體進行電子誘導效應設計和玻璃化處理以提升MOF基準固態電解質的鋰離子電導率。實驗結果表明,制備的氯取代的玻璃態ZIF-62固態電解質在室溫下展現出高達4.89 × 10-4 S cm?1的鋰離子電導率。與LiFePO?正極組裝成的鋰金屬電池,在1C電流密度下表現出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的優異快充性能。本工作證明了在MOF玻璃中引入吸電子基團對于提升鋰離子電導率的有效性,并為提升基MOF玻璃基的準固態鋰金屬電池的快充性能和穩定循環性能提供了一種策略。
據了解,該研究在國家自然科學基金等多項資助下由遼寧省能源材料與電化學重點實驗室能源材料與電化學儲能技術團隊聯合西北工業大學共同完成。該論文是遼科大作為第一完成單位在能源材料領域獲得的又一重要成果,體現了學校在該領域的研究實力。