8月7日消息，丹麦奥尔堡大学Morten Smedskjaer团队在arXiv发表最新研究，揭示了金属有机框架（MOF）玻璃作为全固态锂电池电解质的巨大潜力。研究发现，将沸石咪唑酯骨架（ZIF）材料从晶态转变为玻璃态后，可解锁快速且各向同性的锂离子扩散，使Li+迁移激活能从约0.35 eV大幅降低至0.16 eV。 全固态锂电池对固态电解质的核心要求是同时具备快速室温离子输运能力、力学韧性及界面兼容性。ZIF玻璃作为一种相对未被充分探索的平台，兼具无晶界、非晶态拓扑结构以及化学可调框架等优势。研究团队利用机器学习原子间势模拟了Li+在晶态和玻璃态ZIF-4及ZIF-62中的输运行为。 研究的关键发现包括：结构无序使Li+迁移激活能从约0.35 eV降至0.16 eV，外推室温扩散系数在ZIF-4中提升超过一个数量级，在ZIF-62中提升近七倍。通过非高斯动力学和van Hove相关函数分析，团队发现晶态ZIF中Li+扩散依赖稀有、动态异质性的跳跃事件在明确定义的笼之间进行，而玻璃态ZIF中Li+扩散更加均匀、连续且符合Fickian扩散特征，受益于广泛的配位几何和迁移势垒分布。 此外，晶态ZIF中Li+扩散呈强烈各向异性——有序的咪唑和苯并咪唑环取向沿不同晶向施加不同能量势垒。而玻璃化后这些环取向随机化，Li+扩散变为各向同性或近各向同性。这一发现表明，精心设计的金属有机框架玻璃是高性能固态电解质的有力候选材料。 （来源：arXiv）