扬州大学研究生好考吗，扬州大学研究生好考吗?
视频号：交叉学科材料
公众号：Interdisciplinary Materials
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B. Yang, Y. Shi, D. J. Kang, Z. Chen, H. Pang. Architectural design and electrochemical performance of MOF-based solid-state electrolytes for high-performance secondary batteries. Interdiscip. Mater. 2023;2(4):475‐510. doi:10.1002/idm2.12108
摘 要
由于良好的安全性和优异的能量密度，固态电解质（SSEs）成为研究热点和商用电池的有力竞争者。金属有机框架（MOF）材料具有规则的孔径，较大的比表面积，为离子传输提供了快速的通道和大量的反应位点，为高性能固态电解质的制备提供了有力的支撑。近年来，基于MOF材料的固态电解质得到广泛研究。扬州大学庞欢团队联合常州大学陈智栋团队系统总结了MOF基固态电解质的最新研究进展，包括其合成方法，物理以及电化学性能。最后，提出了该领域发展过程的挑战和机遇，并为制备更优异的MOF基固态电解质提供了可能的解决方案。
1.背景介绍
作为有效和可持续的能源存储设备，二次电池以其无地域限制和可智能化管理而备受关注。作为二次电池的“血液”，电解质起到离子传输、稳定电极等重要作用。然而，目前广泛使用的液态有机电解质具有泄露和自燃等安全问题，使得其应用受到限制。相比之下，固态电解质具有以下优点：1.较低的泄露风险和较高的安全性；2. 更高的工作温度和更宽的电压窗口；3.更高的能量密度；4. 低电子电导率和高离子电导率的固态电解质能够在一定程度上抑制电池自放电现象，从而提高电池的容量保持能力。到目前为止，一般认为固体电解质可分为固体聚合物电解质、固体无机电解质和固体复合电解质三大类。但是固态电解质的商业化发展仍然面临一些亟需解决的问题。例如，以无机物为衬底的固态电解质难以适应充放电反应的体积变化，从而使得电池循环寿命短。更重要的是，与固-液界面反应不同，固-固界面反应通常具有复杂而缓慢的反应动力学，阻碍了固态电解质的进一步发展。金属有机框架结构（MOF），具有均匀的多孔结构、较大的比表面积、较高的可设计性等优点，被逐渐应用于高性能固态电解质的制备。随着MOF在固态电解质中应用中的快速发展和深入研究，我们对其研究现状进行了系统地梳理和总结，以期可以为高性能MOF基固态电解质的制备提供指导。
图1固态电解质的结构示意图与不同MOF基固态电解质
图2MOFs材料的优势以及固态电解质的特点
2、MOF基固态电解质的合成
MOF作为一种具有丰富孔隙度的三维多孔网络结构，可以为离子扩散提供均匀分布的位置和扩散路径。此外，MOF内部的孔隙可以限制较大离子的移动，从而进一步促进小离子(Li+和Na+)的转移。此外，优异的表面性能也保证了MOF基固态地啊你儿子优异的电化学性能。根据固态电解质的组成以及MOF所发挥的作用，我们将MOF基固态电解质分为三类，分别为MOF掺杂的聚合物固态电解质，离子液体（ILs）掺入MOF的固态电解质，MOF基单离子导电固态电解质。而MOF基固态电解质额合成方法则包括以下几种。（1）物理混合法：通过MOF和其他添加剂的加入，聚合物链与MOF之间形成相互作用力。经过研磨/搅拌和真空处理，可以去除多余的聚合物，液体电解质转化为固态电解质。（2）后接枝法：聚合物单体化学接枝到MOF纳米颗粒上，并进一步聚合成固态薄膜。（3）合成后修饰法：将预先获得的MOF插入到含有离子液体的溶液中，通过搅拌混合溶液得到目标材料。（4）“瓶中船”法：将离子液体引入MOF孔中。
图3.不同类型MOF基固态电解质的特点
3、MOF基固态电解质在二次电池中的应用
首先，许多具有三维开放结构的MOF都可以显示出开放金属位点，通过电荷相互作用吸引阴离子，可以提高阳离子迁移数。另外，较大的表面和有序的通道为离子迁移提供了丰富的活性位点和快速通道。第三，较高的结构和官能团可调性为进一步的研究提供了更多的空间。以往的研究表明，基于MOF的固态电解质仍有改进的空间，其改进策略可归纳为:(1)MOF的稳定性和热耐久性会影响固态电解质的工作温度和使用寿命，因此必须保证MOF的稳定性和热耐久性。(2) MOF的尺寸和表面特性影响离子电导率、转移数等电化学特性，进而影响电池性能，因此需要精心设计。(3) MOF与聚合物的界面反应与离子输运有很大关系，决定了其电化学性能。通过羧基化、胺化等修饰过程，可以增强MOF与聚合物基体、离子之间的相互作用，从而增强离子的扩散能力。(4)聚合物作为最丰富的材料，其选择对聚合物基固态电解质的综合性能也有很大的影响。应该设计具有高离子电导率、优异稳定性和宽工作温度的聚合物或其杂化物。(5) MOF、聚合物和锂盐的比例也应仔细控制。结果证明，MOF填料(约10 wt%)和锂盐(10 – 15 wt%)的适度含量可获得优异的性能。
4、总结与展望
固态电池作为一项新研究，目前还处于起步阶段，其进一步的应用仍然存在许多困难。除了需要满足性能要求外，其商业化应用也应当被重视。因此，进一步探索具有更高电化学性能的固态电解质来满足实际需要是未来的研究方向。
Author Biography
庞 欢
扬州大学教授，博士生导师。教育部新世纪优秀人才（2013）、教育部青年长江学者（2018）、江苏省杰出青年（2020）、英国皇家化学学会会士（2022），全球高被引学者。担任Energy Chem管理编辑，《国家科学评论》学科编辑组成员，多个期刊编委、青年编委学术兼职。主要从事基于配合物框架材料的能源化学研究。近年来以第一/通讯作者在《国家科学评论》、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.等期刊发表SCI论文300多篇，论文被引次数达2万次，H指数为90。主编/著英文书籍3本，主编江苏省高等学校重点教材2部。授权国家发明专利20项。主持或完成国家自然科学基金3项（联合重点1项）。曾获教育部自然科学一等奖（第三完成人）、二等奖（第一完成人）。
博士后招聘
全职博士后招聘，应聘条件：（1）纳米化学、配位化学、电化学和生物材料等研究方向，近2年取得或即将取得博士学位；（2）有较好的研究基础和英语基础，原则上需以第一作者在SCI期刊上发表研究论文2篇或IF>5.0或一区研究论文1篇；（3）具有独立科研能力和严谨的学风，富有高度的责任心和团队协作精神。（4）品学兼优，身心健康。请发送个人简历、主要研究成果等相关资料到：panghuan@yzu.edu.cn；huanpangchem@hotmail.com
陈智栋
常州大学教授，博士生导师。江苏高校“青蓝工程”科技创新团队带头人，江苏省“333工程”中青年科学技术带头人，江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人，全国石油和化工行业教学名师。主持国家自然科学基金项目4项、国际合作与交流项目1项；日本文部科学技术省合作项目5项。发表SCI收录论文280余篇。申请发明专利60余项，其中授权54项，转化授权专利3项。获江苏省研究生教育改革成果奖二等奖，中国石油和化工教育科学研究成果二等奖，中国表面工程协会科学技术进步一等奖。
Interdisciplinary Materials（交叉学科材料）是由Wiley出版集团与武汉理工大学联合创办的开放获取式高水平学术期刊。主编为张清杰院士和傅正义院士。30位国际杰出学者和43位两院院士作为期刊的编辑委员会委员。Interdisciplinary Materials 是国际上聚焦材料与其它学科交叉前沿发起出版的首本“交叉学科材料”领域高水平期刊，旨在发表材料学科与物理、化学、数学、力学、生物、能源、环境、信息等学科交叉研究的最新成果。
· 2022年1月首发，前三年完全免费发表
· 2022年6月被DOAJ数据库收录
· 2022年9月入选“中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊”
· 2023年7月被Ei Compendex数据库收录
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