广东工业大学史晓艳副教授/孙志鹏教授课题组Angew：精准调控 MOF 孔道负电荷！解锁高性能碱金属离子传输新路径

本文研究了金属有机框架（MOF）中孔道负电荷密度对碱金属离子传输性能的影响。背景方面，固态电解质是下一代储能电池的核心材料，但离子电导率较低限制了其应用，MOF因其规则纳米孔道和良好的绝缘性成为理想候选，但如何精准调控孔道电荷密度并建立其与离子电导率的定量关系仍具挑战。研究目的方面，广东工业大学史晓艳副教授与孙志鹏教授团队通过调控配体与金属节点的化学计量比，成功合成了一系列具有相同拓扑结构但孔道负电荷密度不同的MOFs（中性N-MOF、中等负电荷M-MOF、高负电荷H-MOF），旨在系统探究负电荷密度对锂/钠离子解离和迁移行为的影响，并阐明最优电荷密度的作用机制。结论方面，研究表明，适中的负电荷密度（M-MOF）能有效促进锂盐/钠盐解离、提供离子跳跃位点，同时避免过量电荷导致的静电锚定效应，从而实现最优的离子传输性能。在30℃下，Li@M-MOF的锂离子电导率可达1.56 mS cm-1，锂对称电池在0.2 mA cm-2下稳定循环5500小时，展现出优异的电化学性能。钠离子体系也验证了相同的规律，说明该调控策略具有普适性，为设计高效MOF基固态电解质提供了新思路。