AEM：具有高Li+和Na+电导率的新型多孔MIL-121金属有机骨架基混合固体电解质

Nanoyu

2021-02-27

对于LIBs和LMBs来说，良好的固体电解质的一些关键特性包括：i）常温和亚常温下的高离子电导率；ii）高Li⁺迁移数；iii）热稳定性和电化学稳定性；iv）与电极的兼容性；v）良好的电子绝缘性能；vi）机械强度；vii)环境友好性。

近日，奥地利格拉茨技术大学Ilie Hanzu，H. Martin R. Wilkening报道了一种基于MIL-121金属有机骨架(MOF)结构的Li⁺和Na⁺混合导电固体电解质。在MOF合成和活化后，沿一维孔隙的游离羧基单元通过离子交换与Li⁺或Na⁺离子功能化。

文章要点

1）研究人员利用宽带阻抗谱和⁷Li和²³Na核磁共振（NMR）自旋-晶格弛豫方法研究了离子动力学。研究发现，在较高温度下，在50 °C（Li⁺）和10 °C（Na⁺）处发生了从相关运动到几乎不相关运动的交叉，符合Ngai的耦合模型。根据Funke的跳跃弛豫模型，由于Li⁺（Na⁺）附近的晶格重排比较缓慢，因此在低温下仅成功完成了一部分跃迁过程。

2）¹H NMR结果表明，Li +是主要的电荷载体。混合导电固体电解质的电导率达到0.1 mS cm^-1（298 K，Na+），而活化能为0.28 eV（Li⁺）和0.36 eV（Na⁺）。这些发现为开发易于调节和合理设计用于高性能ASSBs的MOF基混合SSE铺平了道路。

参考文献

Roman Zettl, et al, High Li⁺ and Na⁺ Conductivity in New Hybrid Solid Electrolytes based on the Porous MIL-121 Metal  Organic Framework, Adv. Energy Mater. 2021

DOI: 10.1002/aenm.202003542

https://doi.org/10.1002/aenm.202003542