A Regulação dos Centros Metálicos do MOF-74 Promove Eletrolíticos à Base de PEO para Baterias de Lítio-Metal de Estado Sólido Total

Eletrolíticos à base de poli(óxido de etileno) (PEO) têm sido amplamente estudados para baterias de lítio-metal de estado sólido total devido às suas excelentes capacidades de formação de filme e baixo custo. No entanto, a condutividade iônica limitada e a baixa resistência mecânica dos eletrolíticos à base de PEO não conseguem evitar o crescimento de dendritos de lítio indesejáveis, levando à falha das baterias. Estruturas metal-orgânicas (MOFs) são materiais funcionais com uma estrutura porosa periódica que podem melhorar o desempenho eletroquímico dos eletrolíticos à base de PEO. No entanto, o efeito de melhoria dos MOFs com diferentes centros metálicos e o mecanismo de interação com o PEO permanecem incertos. Neste trabalho, MOF-74s com centros de Cu ou Ni são preparados e utilizados como preenchimentos dos eletrolíticos à base de PEO. A adição de 15% em peso de Cu-MOF-74 ao eletrolítico à base de PEO (15%Cu-MOF/P–Li) melhora efetivamente a condutividade iônica, o número de transferência de lítio e a resistência mecânica do eletrolítico à base de PEO simultaneamente. Além disso, os canais de poros ordenados do Cu-MOF-74 fornecem caminhos uniformes de transporte de íons de Li, facilitando a deposição homogênea de Li+. Como resultado, a célula simétrica de lítio com 15%Cu-MOF/P–Li apresenta ciclos estáveis por 1080 h a 0,1 mA cm–2 e 0,1 mAh cm–2, e a célula completa Li | 15% Cu-MOF/P–Li | LFP exibe uma longa vida útil de ciclos de até 200 ciclos a 60 °C e 0,5 C, com uma taxa de retenção de capacidade de 89,7%.