虽然锂离子电池(Li-ion)是当今市场上的首选电池格式，但很少有人真正意识到，在某些应用中，它们可能是一个主要的火灾隐患。
数字: MOF PCN-250加载离子液体的模拟结构
有几起明显的飞机和车辆火灾与它们的使用有关。由于其高能量密度，低自放电率和低维护要求，其他危险性较低的可充电电池，如镍镉电池和镍氢电池，没有找到大量的追随者。诺巴敦6 Sathitsuksanoh博士路易斯维尔大学的研究人员在金属有机框架(通常称为MOFs)中添加了新型非易燃液体电解质，以展示一种新的、更安全的电池设计。
我们正在寻找一种多孔材料，可以促进锂离子的均匀传输和抑制死锂的形成，我们发现它与MOFs。
路易斯维尔大学的Noppadon Sathitsuksanoh博士说
进入财政部:金属有机框架是晶体3D结构，具有非凡的内表面面积，转化为一种难以置信的吸收分子的能力。Sathitsuksanoh博士和framergy的Ray Ozdemir将离子液体封装到MOF PCN-250的通道中Strem化学物质并被命名为AYRSORBTMF250。在这里，浸渍的MOF作为膜，以提高锂离子电导率和锂转移数。
锂离子电池的安全问题通常与组成材料的热稳定性有关。亚博网站下载锂离子电池是热力学不稳定的，电池组件的兼容性是通过电极表面的表面钝化膜的存在而实现的。该固体电解质间相层的分解是由于电解液在石墨阳极上的电化学还原分解而产生的，可引起锂化石墨阳极与电解液之间的放热反应。
当电池被加热到一定温度以上时，电极与易燃电解液之间会发生放热化学反应，导致电池内部温度升高。锂离子电池的过充电会导致电池组分之间发生化学和电化学反应，气体释放，电池温度迅速升高。火灾危险的发生是由于过热和过度充电滥用。
在LiFePO4/Li电极上测试了PCN-250与离子液体的组合，初步表明该组合具有95%以上的库仑效率。硬币型电池在不同负载下的充放电和循环试验显示出良好的倍率性能，在5mA/g电流密度下的容量为110 mAh/g。
该团队还开发了一种新型的膜技术，该技术由MOFs衍生，基于功能层，具有高离子选择性，可以防止不必要的交叉，同时提高非水氧化还原流电池结构的性能。在这项技术和产品开发工作中，MOFs以两种不同的方式为锂离子提供了一种新的电池结构，具有高度导电的途径，同时限制了聚硒酸锂的穿梭效应的影响，这将不可逆地降低电池性能。
这种方法在商用电池膜上的功能层被证明可以防止Li-Se电池体系结构中硒化锂的穿梭效应，并提高电池性能。当活性炭(AC)作为对照时(电子邮件保护)阴极初始放电容量为800 mAh/g，并逐渐衰减。的高初始容量(电子邮件保护)是由于AC具有较高的比表面积和孔容。然而AC颗粒中没有金属氧化物来抑制梭效应。yabo214因此，观察到能力逐渐下降。
路易斯维尔大学和framergy成功地生成了初步数据，证明了在选定的MOFs中加入某些离子液体的可行性，如framergy的AYRSORB™F250，以及在商业Celgard电池膜上铸造功能性MOFs的可行性。基于mof的电池结构可能通过抑制锂枝晶的形成和穿梭效应来提高锂离子电池的安全性和循环性能。要帮助世界实现电气化，就需要在安全方面取得这一突破和另一项突破。