近日，我所氢能与先进材料研究部复合氢化物材料化学研究组（DNL1901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，将研究组前期所开发的金属有机储氢材料应用于固态电解质（SSEs），展现出优异的电导率与界面稳定性。
利用固态电解质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。然而，到目前为止固态电解质仍面临诸多挑战，例如传导率低、稳定性差、兼容性差等。陈萍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。
本工作中，团队合成了咔唑钠（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 °C下分别为1.20×10-4S/cm和1.95×10-3S/cm，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，电解质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、成型工艺简单，这些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》（Angewandte Chemie International Edition）上。该论文的第一作者是DNL1901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科学基金等项目的资助。（文/图 于洋）
