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传统锂离子电池采用的是液态有机电解质，存在严重的安全隐患。全固态锂电池采用固态电解质替代传统液态有机电解质，有望从根本上解决锂电池的安全性问题。固态电解质是全固态锂电池的关键组分，固态电解质包括无机陶瓷电解质、有机聚合物电解质和复合固态电解质。复合固态电解质通常是将活性的或非活性的无机填料与有机聚合物电解质耦合，多组份协同增效提高其电化学性能，这类电解质是当前固态电解质研究领域的发展趋势，对发展全固态锂电池具有重要的科学意义和应用价值。
金属有机骨架(Metal organic frameworks，MOFs)材料具有结构多样、孔径可调、易于化学修饰和稳定性高等优点，活化后具有大量不饱和金属位点，非常适合用于复合固态电解质领域。本文采用MOFs及其衍生材料，将其加入到聚合物基质中，构筑一系列MOFs基复合固态电解质，并研究其电化学性能，主要研究内容如下:
(1)通过溶液扩散法制备HKUST-1(Cu-BTC MOF)纳米颗粒，将其均匀分散于聚合物基质中，采用溶液浇铸法制备出HKUST-1基复合固态电解质。HKUST-1表面的活性金属位点作为路易斯酸性中心，能够与锂盐阴离子和聚合物基质相互作用，促进锂盐的解离，降低聚合物基质本身的结晶度，使得离子电导率达到1.017×10-3Sm-1(80℃)，离子迁移数接近0.309。将复合固态电解质匹配LiFePO4和锂负极组成全固态电池循环100圈后，展现出优异的循环稳定性，可逆容量达151.9mAhg-1。
(2)通过溶液扩散法制备HKUST-1纳米颗粒，以此作为主体，将离子液体灌注到HKUST-1孔道内部，形成具有离子传导能力的Li-IL@HKUST-1，随后将其作为填料均匀分散到聚合物基质中，通过溶液浇铸法构筑Li-IL@HKUST-1基复合固态电解质。结果表明该复合固态电解质的离子电导率显著提高，达1.20×10-4Scm-1(30℃)，远高于纯的聚合物电解质(9.76×10-6Scm-1，30℃)。更重要的是，Li-IL@HKUST-1在聚合物电解质中不仅可以构建离子导电网络，促进离子传输而且能够增强机械性能从而抑制锂枝晶生长。
(3)采用原位自组装的方法，在玻璃纤维(GF)上原位生长ZIF-67，形成GF@ZIF-67骨架，随后在该骨架上反复浇筑聚合物前驱体溶液，构筑出柔性且坚固的GF@ZIF-67基复合固态电解质。GF@ZIF-67骨架的存在可以提高复合固态电解质的机械性能，从而可以有效抑制锂枝晶生长。此外，GF骨架上的ZIF-67含有大量路易斯酸性的开放金属位点可以有效固定锂盐阴离子，加快离子迁移，提高离子迁移数。
金属有机骨架(Metal organic frameworks，MOFs)材料具有结构多样、孔径可调、易于化学修饰和稳定性高等优点，活化后具有大量不饱和金属位点，非常适合用于复合固态电解质领域。本文采用MOFs及其衍生材料，将其加入到聚合物基质中，构筑一系列MOFs基复合固态电解质，并研究其电化学性能，主要研究内容如下:
(1)通过溶液扩散法制备HKUST-1(Cu-BTC MOF)纳米颗粒，将其均匀分散于聚合物基质中，采用溶液浇铸法制备出HKUST-1基复合固态电解质。HKUST-1表面的活性金属位点作为路易斯酸性中心，能够与锂盐阴离子和聚合物基质相互作用，促进锂盐的解离，降低聚合物基质本身的结晶度，使得离子电导率达到1.017×10-3Sm-1(80℃)，离子迁移数接近0.309。将复合固态电解质匹配LiFePO4和锂负极组成全固态电池循环100圈后，展现出优异的循环稳定性，可逆容量达151.9mAhg-1。
(2)通过溶液扩散法制备HKUST-1纳米颗粒，以此作为主体，将离子液体灌注到HKUST-1孔道内部，形成具有离子传导能力的Li-IL@HKUST-1，随后将其作为填料均匀分散到聚合物基质中，通过溶液浇铸法构筑Li-IL@HKUST-1基复合固态电解质。结果表明该复合固态电解质的离子电导率显著提高，达1.20×10-4Scm-1(30℃)，远高于纯的聚合物电解质(9.76×10-6Scm-1，30℃)。更重要的是，Li-IL@HKUST-1在聚合物电解质中不仅可以构建离子导电网络，促进离子传输而且能够增强机械性能从而抑制锂枝晶生长。
(3)采用原位自组装的方法，在玻璃纤维(GF)上原位生长ZIF-67，形成GF@ZIF-67骨架，随后在该骨架上反复浇筑聚合物前驱体溶液，构筑出柔性且坚固的GF@ZIF-67基复合固态电解质。GF@ZIF-67骨架的存在可以提高复合固态电解质的机械性能，从而可以有效抑制锂枝晶生长。此外，GF骨架上的ZIF-67含有大量路易斯酸性的开放金属位点可以有效固定锂盐阴离子，加快离子迁移，提高离子迁移数。