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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(dǎo)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(xué)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(dǎo)的ZIF-62玻璃膜（LZGM）固態(tài)電解質(zhì)，其具有高離子傳導(dǎo)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(xué)特性

此外，這項工作通過電化學(xué)沉積技術(shù)，將LZGM與高電子導(dǎo)電性聚三聯(lián)噻吩 (pTTh)結(jié)合，設(shè)計了電子導(dǎo)電和離子導(dǎo)電固態(tài)正極（SSC）。通過控制LZGM離子導(dǎo)體和pTTh電子導(dǎo)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(fù)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(xué)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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