与全固态锂金属电池（LMB）兼容的有机固体电解质对于确保电池安全、高能量密度和长期循环性能至关重要。然而，开发一种方法来提供具有强锂离子对轻松解离和离子组分快速传输能力的有机固体电解质仍然是一个挑战。

在此，汉阳大学Jong-Ho Kim，成均馆大学Sang Uck Lee制备了具有明确周期性结构的二甘醇修饰的吡啶鎓共价有机骨架（DEGPMCOF）作为多组分固体电解质，具有高极性的阳离子部分、附加的柔性离子转运体和全固体的有序离子通道-状态LMB。

文章要点

1）DEG-PMCOF 中含有 DEG 的吡啶鎓基团允许较低的锂盐解离能和较小的锂离子传输能垒，从而导致高离子电导率 (1.71 × 10−4 S cm−1 ) 和大的 Li-室温下固体电解质中的离子转移数（0.61）。

2）DEG-PMCOF固体电解质表现出较宽的电化学稳定性窗口，有效抑制全固态LMB中锂枝晶和死锂的形成。分子动力学和密度泛函理论模拟提供了对基于 DEG-PMCOF 的跳跃运动和自由扩散的集成扩散过程驱动的增强锂离子传输的机制的见解。

3）采用 DEG-PMCOF 固体电解质组装的全固态 LMB 在长期循环过程中在各种 C 倍率下表现出高比容量（保留率为 99%）和 99% 的出色库仑效率。因此，这种 DEG-PMCOF 方法可以为设计各种固态锂电池提供有效的途径。

参考文献

Jun-Hyeong Lee, et al, Multicomponent Covalent Organic Framework Solid Electrolyte Allowing Effective Li-Ion Dissociation and Diffusion for All-Solid-State Batteries, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c05405

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c05405