韩国研究人员开发COF固体离子导体 有望成为下一代电池的原料

(图片来源:UNIST)据国外媒体报道，来自韩国蔚山国立科学技术研究所(UNIST)的研究人员展示了一种新的无溶剂单锂离子导电共价有机骨架。这项研究由UNIST能源与化学工程学院的Sang-Young Lee教授和Sang Kyu Kwak教授共同领导。在研究过程中，研究团队展示了“固体离子导体”的新概念，可以选择性地使锂离子通过离子通道。由于它们是固体，能够有效运输锂离子，因此有望成为下一代电池的原料，如高压电池或锂金属电池。目前锂离子电池使用的是高度易燃的液体电解液，极易发生火灾或爆炸。作为替代，正在开发固体电解质，但其离子电导率低于液体电解质。特别是在提高电池性能方面，由于离子的迁移路径曲折复杂，很多固体电解质都有局限性。李教授使用多孔晶体材料作为离子导体，如共价有机框架(COF)，来解决这个问题。通过在材料中有规律地排列锂离子通道，大大提高了离子电导率。这项研究的第一作者，UNIST能源与化学工程学院的Kihun Jeong博士说:“新开发的离子导体是一种完全不使用液体的固体载体，实现了固体单锂离子的导电行为。”单锂离子传导行为是指在理想条件下，只有锂离子通过电解质传输。因为锂离子是阳离子，很容易随阴离子移动。不必要的阴离子迁移会在电极表面引起副反应，降低电池性能。在这项研究中，阴离子被固定在锂离子通过的路径上，有机骨架结构是由阴离子单体与锂离子配对合成的。这样只有锂离子沿着通道流动，达到理想的流动状态。研究人员从理论上确定了计算化学的用途。在计算科学中，锂离子沿着离子导体通道中规则排列的氧原子移动。Lee教授说:“这项研究为固体离子导体的设计提供了新的方向，为‘高性能固体电解质’的发展奠定了基础。这对包括全固态电池在内的下一代电池的商业化至关重要。这种导体可以选择性地、有效地传输锂离子，在完全不使用爆炸性有机溶剂的情况下，意义重大。这些离子导体不仅适合作为固态电池的电解质，还可以应用于高活性锂金属电极。”

(图片来源:UNIST)据国外媒体报道，来自韩国蔚山国立科学技术研究所(UNIST)的研究人员展示了一种新的无溶剂单锂离子导电共价有机骨架。这项研究由UNIST能源与化学工程学院的Sang-Young Lee教授和Sang Kyu Kwak教授共同领导。在研究过程中，研究团队展示了“固体离子导体”的新概念，可以选择性地使锂离子通过离子通道。由于它们是固体，能够有效运输锂离子，因此有望成为下一代电池的原料，如高压电池或锂金属电池。目前锂离子电池使用的是高度易燃的液体电解液，极易发生火灾或爆炸。作为替代，正在开发固体电解质，但其离子电导率低于液体电解质。特别是在提高电池性能方面，由于离子的迁移路径曲折复杂，很多固体电解质都有局限性。李教授使用多孔晶体材料作为离子导体，如共价有机框架(COF)，来解决这个问题。通过在材料中有规律地排列锂离子通道，大大提高了离子电导率。这项研究的第一作者，UNIST能源与化学工程学院的Kihun Jeong博士说:“新开发的离子导体是一种完全不使用液体的固体载体，实现了固体单锂离子的导电行为。”单锂离子传导行为是指在理想条件下，只有锂离子通过电解质传输。因为锂我……s是阳离子，它们很容易随阴离子移动。不必要的阴离子迁移会在电极表面引起副反应，降低电池性能。在这项研究中，阴离子被固定在锂离子通过的路径上，有机骨架结构是由阴离子单体与锂离子配对合成的。这样只有锂离子沿着通道流动，达到理想的流动状态。研究人员从理论上确定了计算化学的用途。在计算科学中，锂离子沿着离子导体通道中规则排列的氧原子移动。Lee教授说:“这项研究为固体离子导体的设计提供了新的方向，为‘高性能固体电解质’的发展奠定了基础。这对包括全固态电池在内的下一代电池的商业化至关重要。这种导体可以选择性地、有效地传输锂离子，在完全不使用爆炸性有机溶剂的情况下，意义重大。这些离子导体不仅适合作为固态电池的电解质，还可以应用于高活性锂金属电极。”

标签：

汽车资讯热门资讯