LiPF6在多孔芳香骨架中的高负载、快传输特性及其在固态锂离子电池中的应用学术资讯

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原标题：Angew. Chem.：LiPF6在多孔芳香骨架中的高负载、快传输特性及其在固态锂离子电池中的应用

随着经济的发展人们对能源的需求日益增加，能源供应设备已成为现代社会关注的焦点之一。特别是对锂离子电池的研发及应用，大大改变了人们的日常生活方式，因此John Goodenough、Stanley Whittingham和Akira Yoshino三位科学家获得了今年（2019）的诺贝尔化学奖。去年，针对目前锂离子电池使用中存在的问题，John Goodenough研究组研制出了全球首个固态锂离子电池。固态锂离子电池用不易燃的固态电解质代替了传统锂离子电池中的液态电解质，大大提高了锂离子电池的安全性，具有广阔的应用前景。然而目前固态锂离子电池由于界面电阻较大、能量密度低及循环稳定性差等缺点阻碍了其商业化进程。

近日，吉林大学贲腾教授研究组发现LiPF6在多孔芳香骨架中具有高负载及快速传输特性，将其作为固态电解质应用于固态锂离子电池中可以实现低界面电阻、高能量密度及高循环稳定性，推进了固态锂离子电池的发展。

PAF-1是一种多孔有机聚合物，具有超高的比表面和较好的物理化学稳定性。锂盐中的锂离子以阳离子-π相互作用的方式与苯环结合并稳定存在于在PAF-1的框架中，同时连续贯穿的三维网络以及超大孔体积为锂离子的传输提供了畅通无阻的各向同性通道，实现其快速稳定的传输。作者通过红外、XPS、固体核磁等手段对LiPF6@PAF-1的化学结构进行了详细表征，并利用SPE固体核磁、交流阻抗等技术手段研究了锂离子在PAF-1中的传输机制。进一步，通过理论计算验证了LiPF6@PAF-1的结构及锂离子快速传输特性。

为了增强电极和电解质之间的接触，在电极表面滴加约50 μL的LiPF6电解液并完全干燥，可有效降低其界面电阻。将LiPF6@PAF-1作为电解质应用在固态电解质锂离子电池中，在电流密度高达4 C的工作环境下，经过1000次的充放电循环，电池的比容量维持在94.2 mAh/g，库伦效率接近100%。该研究为固态锂离子电池的发展开辟了新的思路。

相关结果发表在Angewandte Chemie International Edition 上，第一作者是吉林大学化学学院博士研究生邹俊彦。该研究得到“111”引智计划、国家自然科学基金委面上项目、吉林省国际合作项目支持。

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