近日，我组陈萍研究员、何腾研究员与美国国家标准与技术研究院（NIST）Hui Wu博士和南京航空航天大学张腾飞教授合作，将课题组前期所开发的金属有机储氢材料应用于固态电解质，取得了新进展。

利用固态电解质（SSEs）代替广泛使用的有机液态电解质可以有效地解决电池的安全问题，因此固态电解质的研发已经持续了几十年之久，然而到目前为止固态电解质仍面临诸多挑战，如传导率低、稳定性差、兼容性差等。团队前期开发了一类金属有机储氢材料（Angew. Chem. Int. Ed. 2019; Energy Storage Mater. 2020; ACS Mater. Lett. 2021），该类材料具有较大的阴离子尺寸和层状结构，有可能在离子传导领域有所应用。

基于上述想法，课题组将金属有机储氢材料应用于固态电解质研究中。本工作中，课题组合成了咔唑钠（Na-CZ）及其四氢呋喃络合物（Na-CZ-nTHF），并获得2种新物质的晶体结构，其中THF配位的衍生物表现出快速的Na⁺传导能力，即Na-CZ-1THF和Na-CZ-2THF在90 ℃下分别为1.20×10^-4 S·cm^-1和1.95×10^-3 S·cm^-1，性能处于Na⁺固态电解质前列。此外，经过长时间半电池循环后，仍显示出优异的界面稳定性和对Na电极的兼容性，且材料成本低、易于合成和成型工艺简单，都将为全固态电池的开发提供有利的支持。本工作中所提出的“中性分子协助”的离子传导机制，也为构筑快离子导体材料提供新的设计思路。

相关研究成果以Sodium Carbazolide and Derivatives as Solid-State Electrolytes for Sodium-Ion Batteries为题发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）杂志上。该论文的第一作者是我组副研究员于洋和博士研究生王金涛。该工作得到了国家自然基金委的资助。（文/图 于洋）。

文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.202302679