MOF 玻璃作为各向同性功能填料制备固态 PEO 电解质，促进锂离子传输

MOF 玻璃作为各向同性功能填料制备固态 PEO 电解质，促进锂离子传输

聚合物因其机械性能和可加工性而成为固态电解质的有希望的候选材料，但填料在调节聚合物网络结构以及电化学、热和机械性能方面起着关键作用。迄今为止研究的大多数填料都是各向异性的，限制了均匀离子传输的可能性。

这里，来自丹麦奥尔堡大学的M.团队利用金属有机骨架（MOF）玻璃作为各向同性功能填料，制备出固体聚环氧乙烷（PEO）电解质，研究表明，MOF玻璃的加入降低了聚合物相的玻璃化转变温度，而通过同时添加锂盐和离子液体（IL），提高了MOF玻璃-IL电解质的玻璃化转变温度，从而提高了聚合物链的流动性，有利于锂（Li）离子的传输。-Li对称电池测试显示出较低的过电位，表明界面阻抗较低。

模拟表明，MOF玻璃的各向同性结构通过增强界面相互作用促进离子液体的润湿性，进而促进锂离子的迁移，最终得到的电解液可实现具有高循环稳定性和倍率性能的磷酸铁锂全电池。

图1.原子结构示意图

综上所述，本工作以ZIF-62玻璃为功能填料，制备了一种新型的PEO基固体电解质，PEO--5 wt.%玻璃电解质表现出功能填料分布均匀、离子电导率和力学性能提高的特点，与PEO--IL和PEO--5 wt.%-IL电解质相比，添加IL得到的PEO--5 wt.%玻璃-IL电解质具有更高的离子电导率、更宽的电化学稳定窗口、更高的锂离子迁移数和更好的锂枝晶生长抑制能力。

此外，基于PEO--5 wt.%玻璃-IL电解质的全电池表现出更高的倍率能力和循环性能。结果表明，这种新型复合电解质的优异性能归功于ZIF-62玻璃表面均匀分布的缺陷。这些缺陷将与IL发生更强烈的相互作用，从而形成有利于离子传导的封闭环境。因此，本研究利用纳米多孔、各向同性的MOF玻璃来改善聚合物固体电解质的电化学性能，为未来的工作提供了一种有希望的设计策略。

图 2. 电池性能

金属-玻璃作为金属固态的代表，2023 DOI：10.1002/advs。

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