北京科技大学|范丽珍教授团队AFM：借助MOF层构建非对称聚合物固体电解质用于锂金属电池- 大数跨境

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北京科技大学|范丽珍教授团队AFM：借助MOF层构建非对称聚合物固体电解质用于锂金属电池

科学材料站

2020-10-15

导读：本文结合原位聚合法，制备了一种锂金属负极侧修饰金属有机骨架（MOF）层的三维交联网络非对称SPE。在这种非对称SPE中，MOF层不仅起到了机械屏障保护作用，有效地抑制了锂枝晶的生长，而且还可以调节Li

研究背景

固体聚合物电解质（SPEs）具有柔韧性好、容易加工、成本低等优点，被认为是下一代高安全性的锂金属电池液体电解质替代品。然而，SPEs普遍存在机械性能差、充放电过程中难以抑制锂枝晶生长等缺点，严重限制了其广泛应用。

文章简介

最近，北京科技大学范丽珍教授的研究团队结合原位聚合法，合成了具有锂金属负极侧修饰金属有机骨架（MOF）层的三维交联网络非对称SPE。在这种非对称的SPE中，MOF层不仅起到机械屏障的保护作用，有效地抑制了锂枝晶的生长，而且调节了Li+的均匀传输。结果表明，非对称SPE具有较高的离子电导率、较宽的电化学窗口和较高的热稳定性。

用LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/Li组装的电池表现出优异的循环稳定性、倍率性以及安全性能。该工作以“Asymmetric Polymer Electrolyte Constructed by Metal–Organic Framework for Solid-State, Dendrite-Free Lithium Metal Battery”为题发表在知名期刊Advanced Functional Materials上。

首先，将纳米MOF颗粒和含有少量PEO的浆料刮涂到玻璃板上，然后在表面覆盖一层高孔隙率的PI薄膜。溶剂蒸发后，可将其去除以获得一侧经修饰的纳米MOF层结构，另一侧孔隙率高的非对称膜。