潘锋Nano Energy：固态电池中，MOF即离子导体促进界面Li+传输

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锂离子电池是目前研究和应用较广的绿色储能材料。但是目前关于锂离子电池的安全性、容量的大小和储能机制的研究，还不完善。固态电池能够解决锂离子电池在应用过程中，面临的一部分安全问题。然而，固态电池中的电导率问题一直困扰着其发展。主要原因是固态颗粒之间的离子电导率低，界面电阻较高，显著影响了固态电池的发展和应用。本文找到了一种新的、电化学稳定的MOF离子导体，极大的提高了固态电池的离子传输性能。

近日，中国北京大学深圳研究院的潘锋教授团队，发现固态电池（SSBs）的界面阻力与不稳定固体接触有关。离子导体能够提高SSBs界面Li+的传输性性能。离子导体通过离子液体（Li-IL）浸润多孔MOF主体。固态电解质（SSE）和Li7La3Zr2O12（LLZO）结合，客体Li-IL离子可以通过MOF主体的开放孔道与LLZO颗粒表面直接接触，这能使不稳定的固态接触转换成纳米浸润的界面，促进Li+传输。由于独特的纳米润湿界面，混合的SSE具有高的离子电导率1.0×10-4 S·cm-1和宽的电化学窗口5.2 V，并和Li金属负极具有很好的匹配性。基于此原理，LLZO基的LiCoO4和LiFePO4 SSBs的界面Li+传输性能大幅提高，具有良好的循环稳定性，循环150圈后容量保持率为97 %，并且倍率性能优异。这种良好的化学性能与离子导体通过纳米界面机制有关。这种MOF离子导电剂在SSB内建立了有效的Li+传输网络，有助于提高器件的安全性和功率性能。相关成果以“Boosting Interfacial Li+ Transport with a MOF-Based Ionic Conductor for Solid-State Batteries”为题发表在Nano Energy上，博士后王子奇和博士生王子剑为共同第一作者。