新型固態(tài)鋰金屬有機電池研發(fā)取得新進展

2022-07-20 12:03:54化工儀器網(wǎng)閱讀量：248      我要評論

導讀：鋰離子電池是一種二次電池(充電電池)，是現(xiàn)代高性能電池的代表。從汽車到電子產(chǎn)品，鋰離子電池早已滲透到人們生活。而隨之而來的，對鋰離子電池性能的要求也越來越高。

　　【百分零部件網(wǎng) 技術(shù)前沿】鋰離子電池是一種二次電池(充電電池)，是現(xiàn)代高性能電池的代表。從汽車到電子產(chǎn)品，鋰離子電池早已滲透到人們生活。而隨之而來的，對鋰離子電池性能的要求也越來越高。

　　用固態(tài)電解質(zhì)來代替液態(tài)電解液的固態(tài)鋰金屬電池由于具有較好的安全性和高理論容量而受到廣泛關(guān)注，所以固態(tài)電解質(zhì)的開發(fā)顯得尤為重要。以往的研究、生產(chǎn)主要集中在無機類電解質(zhì)(硫化物電解質(zhì)、鹵化物電解質(zhì)、氧化物電解質(zhì)等)，然而這些固態(tài)電解質(zhì)存在剛性及對空氣敏感等缺點而影響電池的界面穩(wěn)定性，循環(huán)和倍率性能。近年來，有機聚合物電解質(zhì)具有柔性易成膜等優(yōu)勢而逐漸引起重視，而共價有機框架(COFs)材料是一類比較具有應用前景的單離子固態(tài)電解質(zhì)的載體，因此，要深入研究活性位點數(shù)量和骨架結(jié)構(gòu)對鋰離子電導率，遷移數(shù)及電池性能的影響規(guī)律。

　　云南大學材料與能源學院郭洪教授團隊設計并制備出三種羧酸鋰調(diào)控的COF單鋰離子導體材料LiOOC-COF1，LiOOC-COF2和LiOOC-COF3。團隊深入研究不同骨架結(jié)構(gòu)和活性位點數(shù)量對鋰離子電導率，遷移數(shù)的影響，結(jié)合理論計算的方式研究了三種材料的靜電勢分布，并采用DFT計算深入分析鋰離子遷移路徑和能壘的差異。團隊組裝了以鋰金屬為負極，有機小分子環(huán)己六酮為正極，構(gòu)筑的單離子導體為固態(tài)電解質(zhì)的準固態(tài)電池，經(jīng)過性能測試和理論計算結(jié)果表明，單離子導體可以有效抑制鋰枝晶生長，準固態(tài)電池可以解決有機小分子正極材料在電解液中的溶解，這種策略為構(gòu)筑高效準固態(tài)鋰金屬有機電池提供了重要的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

　　相關(guān)論文COF‐based single Li solid electrolyte accelerates the ion diffusion and restrains dendrite growth in quasi‐solid‐state organic batteries發(fā)表于國際期刊Carbon Energy。趙根福博士為論文第一作者，段玲艷博士、郭洪教授為通迅作者。

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