南开大学张振杰Angew:具有高转移数和锂离子快速传导能力的超交联金属有机多面体电解质

文摘   2024-11-24 08:15   甘肃  
锂金属电池的技术创新迫切需要具有高锂离子转移率和快速离子传导性的固态电解质(SSE)。为了促进离子对的解离,克服传统聚合物电解质填料造成的机械脆性和界面缺陷,我们设计并制备了阳离子超交联金属有机多面体(HCMOPs)聚合物为固态电解质。由于阳离子MOPs、支化聚乙烯亚胺大单体和聚电解质单元三者的协同作用,Li-HCMOP电解质具有高锂离子电导率、高锂离子转移数和低活化能。它们生产的LiFePO4/Li电池具有高容量、卓越的速率性能和循环稳定性。此外,可溶性MOPs可作为高交联节点,为电解质提供出色的机械强度,并与聚合物具有良好的兼容性。这项工作突出了高性能聚合物基固态电解质应用于LMB的有效思路。

图文简介

电解质用阳离子Li-HCMOP膜的合成方案及三组分协同效应的说明

a ) MOP-1 ( Cl )的合成和模拟PXRD图谱;b) MOP-1(TFSI) 在甲醇中的UPLC-Q-TOF-MS分析。c ) MOP-1 ( Cl )和MOP-1 ( TFSI )在77 K下的N2吸附等温线;d ) MOP-1 ( Cl )和MOP-1 ( TFSI )的Zeta电位.

a) HCMOP和Li-HCMOP 膜的照片。b) 聚乙烯-3和HCMOP-3膜的荧光共聚焦显微镜观察(紫外激光通道:405 nm)。c) 受损HCMOP-5c膜自愈合过程的光学显微镜图像(刻度线代表500 μm)。

a ) LiTFSI和MOP-1 ( TFSI )的7Li MAS NMR图谱;b ) LiTFSI和MOP-1 ( TFSI ) (激光波长为532nm)的Raman图谱;c ) Li-聚亚氨-3和Li-HCMOP-5中Li +的MSDs;d-g ) Li-HCMOP-5c的N 1s ( d )、S 2p ( e )、F 1s ( f )和Li 1s ( g )的XPS图谱.

a,b ) 25 ° C下LFP|Li-HCMOP-5c|Li SSB在1C ( a )和2C ( b )下的循环性能。c ) 2 C下LFP|Li-HCMOP-5c|Li SSB在不同循环次数下的充放电电压曲线。d ) 25 ° C下LFP|Li-HCMOP-5c|Li SSB在不同电流密度下的倍率性能。e )不同电流密度下LFP|Li-HCMOP-5c|Li SSB的充放电电压曲线。

论文信息

原文链接:https://doi.org/10.1002/anie.202414211

通讯作者Zhenjie Zhang


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