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(资料来源:联合国统计司)

据国外媒体报道，韩国蔚山国家科技研究所的研究人员展示了一种新的无溶剂单锂离子导电共价有机框架。这项研究是由美国国立理工大学能源与化学工程学院的桑永利教授和桑奎克共同领导的。在研究过程中，研究小组展示了“固体离子导体”的新概念，它可以选择性地允许锂离子通过离子通道。因为它们是固体，可以有效地传输锂离子，所以有望成为下一代电池的原材料，如高压电池或锂金属电池。

目前，锂离子电池使用高度易燃的液体电解质，非常容易着火或爆炸。作为替代方案，固体电解质正在开发中，但其离子电导率低于液体电解质。特别是在改善电池性能方面，许多固体电解质都有局限性，因为离子的迁移路径是曲折和复杂的。

李教授使用多孔晶体材料作为离子导体，如共价有机框架(COF)，来解决这个问题。通过在材料中规则地设置锂离子通道，大大提高了离子导电性。这项研究的主要作者，UNIST能源和化学工程研究所的KihunJeong博士说:“新开发的离子导体是一种完全不使用液体的固体载体，实现了固体单一锂离子的导电行为。”

单个锂离子的导电行为意味着在理想条件下只有锂离子通过电解质传输。由于锂离子是阳离子，它们很容易与阴离子一起移动。不必要的阴离子迁移会在电极表面引起副反应，降低电池性能。在这项研究中，阴离子固定在锂离子通过的路径上，与锂离子配对的阴离子单体用于合成有机骨架结构。这样，只有锂离子沿着通道流动，以达到理想的流动状态。研究人员从理论上决定了计算化学的用途。在计算科学中，锂离子沿着离子导体通道中规则排列的氧原子移动。

李教授说:“这项研究为固体离子导体的设计提供了一个新的方向，并为研制‘高性能固体电解质’奠定了基础。这对于包括所有固态电池在内的下一代电池的商业化至关重要。这种导体可以在不使用爆炸性有机溶剂的情况下选择性有效地传输锂离子，具有重要意义。这些离子导体不仅适合用作固态电池的电解质，还可应用于高活性锂金属电极。”

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