能源、信息和材料作為現(xiàn)代人類社會發(fā)展的三大支柱，其對人們的重要性不言而喻，尤其是能源中的儲能器件對于人們更是不可或缺，但是隨著人們生活水平的提高，現(xiàn)在人們使用電子設備的頻率以及電子設備本身的耗電量也越來越高，因此高能量密度的電池已經(jīng)迫在眉睫。如何構造一個具有高能量密度的電池是當今學術以及產(chǎn)業(yè)界的一個熱門課題。

相對于液態(tài)電池受到整體結構、電化學窗口等的影響，固態(tài)電池更容易擁有高能量密度，然而傳統(tǒng)的有機固體電解質由于電化學窗口有限以及室溫電導率低等缺點不能滿足實用。同時傳統(tǒng)的無機陶瓷類電解質具有界面阻抗大、與電極材料匹配性差等缺點，目前難以在固態(tài)電池領域得到大規(guī)模應用，因此開發(fā)具有較小界面阻抗的新型固態(tài)電解質對固態(tài)電池能量密度以及電化學性能的提升均具有十分重要的意義。

近期，北京大學深圳研究院潘鋒教授課題組在新型固態(tài)電解質以及高能量密度固態(tài)電池方面的研究取得重要進展。將含鋰的離子液體（[EMI0.8Li0.2][TFSI]）作為客體分子裝載進多孔的金屬-有機框架材料（MOF）載體中，制備了新型復合固態(tài)電解質材料。其中，含鋰的離子液體負責鋰離子傳導，而多孔的金屬-有機框架材料則提供了固態(tài)載體以及離子傳輸通道，避免了傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池漏液的風險，同時對鋰枝晶具有一定的抑制作用，使得金屬鋰可以直接用作固態(tài)電池負極。新型的固態(tài)電解質材料不僅具有較高的體相離子電導率（0.3mS?cm-1），另外由于其獨特的微觀界面潤濕效應使得其界面鋰離子傳輸性能極佳，與電極材料顆粒間具有良好的匹配性。由于以上特點，該新型固態(tài)電解質與磷酸鐵鋰正極和鋰金屬負極組裝的固態(tài)電池可以達到極高的電極材料負載量（25mg?cm-2），并且在-20—100℃的溫度區(qū)間內表現(xiàn)出良好的電化學性能。

該電解質構筑方法不僅為開發(fā)高能量的固態(tài)電池提供了新思路，而且通過改變離子液體中金屬離子的種類，此方法也可擴展用于其他如K、Na、Mg、Al等固態(tài)電池中。相關文章在線發(fā)表在AdvancedMaterials（DOI:10.1002/adma.201704436）上。