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由于具有較好的安全性和高理論容量，以固態(tài)電解質(zhì)來(lái)代替液態(tài)電解液的固態(tài)鋰金屬電池研發(fā)備受關(guān)注，因而固態(tài)電解質(zhì)的開(kāi)發(fā)也顯得尤為重要。記者17日從云南大學(xué)材料與能源學(xué)院獲悉，該院郭洪教授團隊近期在新型固態(tài)鋰金屬有機電池研發(fā)上取得了最新進(jìn)展，國際期刊《碳能源》發(fā)表了相關(guān)研究成果。
以往的研究、生產(chǎn)主要集中在硫化物、鹵化物、氧化物等無(wú)機類(lèi)電解質(zhì)，然而這些固態(tài)電解質(zhì)存在剛性及對空氣敏感等缺點(diǎn)，影響電池的界面穩定性和循環(huán)與倍率性能。
近年來(lái)，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(jià)有機框架材料是一類(lèi)比較具有應用前景的單離子固態(tài)電解質(zhì)的載體，但需要研究者深入研究活性位點(diǎn)數量和骨架結構對鋰離子電導率、遷移數及電池性能的影響規律。
基于目前的研究現狀以及面臨的問(wèn)題，并結合此前的研究基礎，郭洪教授團隊設計并制備出三種羧酸鋰調控的共價(jià)有機框架單鋰離子導體材料。他們從不同骨架結構和活性位點(diǎn)數量對鋰離子電導率、遷移數的影響，結合理論計算的方式，深入研究了三種材料的靜電勢分布，并采用密度泛函理論計算分析鋰離子遷移路徑和能壘的差異。
隨后，研究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，所構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(guò)性能測試和理論計算結果表明，單離子導體可以有效抑制鋰枝晶生長(cháng)，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，這種策略為構筑高效準固態(tài)鋰金屬有機電池提供了重要的理論基礎和技術(shù)支持。（來(lái)源：科技日報）
