对高能可持续充电电池的需求推动了锂−氧(Li−O₂)电池的发展。然而，液体电解液固有的安全问题和现有阴极反应动力学的迟缓仍然是根本的挑战。

在这里，吉林大学徐吉静教授展示了一种基于金属−有机骨架衍生的同时作为固态电解液(SSE)和正极的混合离子/电子导体光辅助固态Li−O₂电池。

文章要点

1）研究发现，混合导体可以有效地捕获紫外光−可见光，产生大量的光电子和空穴，有利于参与电化学反应，大大提高了反应动力学。通过对导电行为的研究，研究人员发现作为SSE的混合导体具有优异的Li⁺导电性(25°C时为1.5 2×10⁻⁴S cm⁻¹)和良好的化学/电化学稳定性(特别是对H₂O、O₂⁻等)。

2）混合离子电子导体在光助固态Li−O₂电池中的应用进一步表明，SSE和正极同时设计可以获得高能量效率(94.2%)和长寿命(320次循环)。这些成果体现了加速发展安全高性能固态电池的广泛普遍性。

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Xiao-Xue Wang, et al, Metal−Organic Framework-Based Mixed Conductors Achieve Highly Stable Photo-assisted Solid-State Lithium−Oxygen Batteries, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c11839

https://doi.org/10.1021/jacs.2c11839