高熵ZIF复合电解质

高离子电导与迁移数

以高熵ZIF为填料的PVDF基复合电解质，在保证优异机械强度的同时，显著提升室温离子电导率和离子迁移数，实现锂金属电池的长循环稳定性。

Yongli, Du · Cao, Yongfan · Cao Z. · 王丽英 · 李国荣

Journal of Power Sources 2026

参数信息

机械强度

11.2 MPa

室温离子电导率

7.76×10⁻⁴ S cm⁻¹

离子迁移数

0.84

活化能

0.14 eV

对称电池循环时长

1400 h

初始放电比容量

152.3 mAh g⁻¹

容量保持率

99.44 %

技术优势

离子电导率高

高熵ZIF填料优化了PVDF基体的离子传输通道，室温离子电导率达到7.76×10⁻⁴ S cm⁻¹，接近液态电解质水平。

离子迁移数高

该电解质的离子迁移数高达0.84，表明锂离子是主要载流子，可减少浓差极化，提升电池倍率性能。

长循环无短路

Li/PLL-HE/Li对称电池在0.2 mA cm⁻²下循环1400小时未发生短路，证明了电解质对锂枝晶的有效抑制。

容量保持率高

LiFePO₄/PLL-HE/Li全电池在0.2C下130次循环后容量保持率高达99.44%，显示出优异的循环稳定性。

应用场景

• 锂金属电池：抑制锂枝晶生长，实现长循环无短路，提升电池安全性。
• 固态电解质：提供高离子电导率和机械强度，替代液态电解液提升安全性。
• 固态电池：与正负极匹配良好，实现高容量保持率，有望用于全固态电池。
• 复合聚合物电解质：通过高熵ZIF填料优化离子传输通道，提升复合聚合物电解质综合性能。