金属有机骨架材料在金属锂电池界面的应用

作     者：孙宇恒 高铭达 李慧 徐丽 薛晴 王欣然 白莹 吴川 Yuheng Sun;Mingda Gao;Hui Li;Li Xu;Qing Xue;Xinran Wang;Ying Bai;Chuan Wu

作者机构：环境科学与工程北京市重点实验室北京理工大学材料学院北京100081 先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司)北京102209 北京电动汽车协同创新中心北京100081 

出 版 物：《物理化学学报》 (Acta Physico-Chimica Sinica)

年 卷 期：2021年第37卷第1期

页      面：39-54页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(51804290) 北京市自然科学基金(L182023) 全球能源互联网研究院有限公司科技项目(SGGR0000WLJS1900858) 北京理工大学青年学者启动基金(2019CX04092)资助 

主　　题：金属锂负极 金属有机骨架 界面防护 隔膜 电解液 金属锂电池 

摘      要：金属锂电池是下一代高能量密度电池体系的代表。然而,高比能金属锂电池的发展受到界面诸多问题的限制,如:金属锂负极枝晶生长、隔膜界面兼容性、正极界面不稳定等,影响了金属锂电池的界面传质传荷过程,并导致金属锂界面环境恶化、电池的容量衰减、安全性能下降等问题。金属有机骨架(MOF)是一种具有稳定多孔结构的有机无机杂化材料,近年来在高比能金属锂电池领域受到广泛关注。其多孔结构与开放的金属位点(OMs)提供了优异的离子电导率,稳定的空间结构提供了较高的机械强度,多样的官能团与金属节点带来丰富的功能性。本文分析了金属锂电池界面的主要挑战,结合金属锂界面的成核模型,总结了MOF及其衍生材料在解决锂金属负极界面、隔膜界面、以及正负极界面稳定性相互作用等方面的研究进展和作用机理,为解决高比能金属锂电池界面失稳问题提供了解决途径,并展望了MOF基材料的设计与发展方向。