ACS Energy Lett.：离子导电MOF胶粘剂夹层用于NASICON型电解质对锂负极的稳定作用

Nanoyu

2021-08-17

钠快离子导体（NASICON）型电解质具有较高的离子电导率和湿度/空气稳定性，对于开发固态电池来说具有重要意义。然而，它们普遍存在电化学稳定性差和与锂金属接触不足的问题，导致电池性能严重下降。

近日，南方科技大学赵予生讲席教授，赵若，北京大学邹如强教授报道了制备了一种含MOF的离子导电聚合物中间层（ZCPL），并将其用作典型的NASICON型电解质Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃（LAGP）的包覆层。由于其聚合性，所获得的ZCPL具有很高的柔性和良好的粘附性，从而确保了电极和电解质之间的紧密和共形接触。同时，与不含MOF的PEO/LiTFSi薄膜相比，ZCPL具有更好的离子导电性和电化学稳定性。

文章要点

1）研究发现，MOF与聚合物基质的相互作用有利于离子在ZCPL中的快速迁移，而MOF的微孔特性有利于Li⁺回流均匀，从而具有长期的循环稳定性。ZCPL作为包覆层，不仅消除了LAGP颗粒与Li负极之间的有害反应，而且与Li⁺产生了紧密的接触，具有良好的迁移性。研究人员详细阐述了涂覆ZCPL前后LAGP的界面演化以及MOF在电池循环过程中的电化学稳定性，为ZCPL对LAGP的保护机理提供了深入的认识。

2）实验结果显示，Li/ZCPL−LAGP/Li的界面电阻（300 h后为285 Ω）比Li/LAGP/Li（300 h后为7670 Ω）更稳定且更小。Li/ZCPL−LAGP/LFP电池也表现出优异的性能，其初始容量为138 mAh g⁻¹，60次循环后的容量保持在110 mAh g⁻¹。

这项工作突出了MOF和聚合物基质在稳定LAGP方面的结合优势，验证了MOF结合的聚合物界面层用于解决NASICON型SSE和Li金属之间的界面问题的可行性。

参考文献

Ruo Zhao, et al, Stabilization of NASICON-Type Electrolyte against Li Anode via an Ionic Conductive MOF-Incorporated Adhesive Interlayer, ACS Energy Lett. 2021

DOI: 10.1021/acsenergylett.1c01551

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c01551