新型MOF固态电解质：Li-IL / UIOSLi

近日，德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram教授等人设计了一种基于MOF的固态电解质，这种固态电解质具有独特的结构，能够有效抑制多硫化物穿梭，抑制锂枝晶增长，有利于提升锂硫电池综合性能。

MOF是一类重要的新型多孔材料，具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性和可裁剪性等优点，在锂电池固态电解质、催化、传感、药物传输等诸多领域有广泛应用。

此项研究中，研究人员基于UIO结构同时接枝了硫酸锂（-SO3Li）基团（UIOSLi）以构建MOF固态电解质，将基于锂的离子液体（Li-IL）双（三氟甲磺酰基）酰亚胺锂整合到1-乙基-3-甲基咪唑鎓双（三氟甲基磺酰基）酰亚胺中后，得到的Li-IL/ UIOSLi固体电解质，其室温下的离子电导率为3.3×10⁻⁴ Scm^-1。

Li-IL/ UIOSLi固体电解质在锂硫电池的运行中具有重要作用。首先，它可用作绝缘隔膜，以防止负极和正极之间的电接触。其次，为Li⁺的运输提供了一个离子途径，以维持两个电极上的电化学反应。最后，基于其独特的结构，Li-IL/ UIOSLi固体电解质可有效地抑制多硫化物的穿梭并抑制了锂树枝状晶体的生长。

测试表明，带有Li-IL / UIOSLi固体电解质和Li₂S₆阴极电解液的锂硫电池显示出稳定的循环性能，在250次循环后保留了初始容量的84％，每循环的容量衰减率为0.06％。

这并不是第一种金属有机框架材料(MOF)衍生的固态电解质，近年来，已有基于MOF材料的独特优点的固态电解质被陆续开发出来，未来，在技术发展、材料研发的助力下，将有更多功能性电解质被设计出来，促进高性能锂电池的开发和应用。

参考文献：

Poramane Chiochan, et al, A Metal Organic Framework Derived Solid Electrolyte  for Lithium–Sulfur Batteries, Adv. Energy Mater. 2020,DOI: 10.1002/aenm.202001285