随着电动汽车的高速发展,传统的二次电源已无法满足大型电化学储能系统的需求。高能量密度和高安全性的固态电池成为下一代新型储能电源的研究热点。复合凝胶电解质不仅具有接近液体有机电解质的室温离子电导率,还具有优异的安全性能以及电化学性能,已成为固态电池的重要研究方向。本论文首次利用金属有机骨架(Metal-organicFrameworks,MOFs)作为凝胶电解质的基底材料来构建三维交联网络复合凝胶电解质,从正极材料、溶剂种类和基体材料等多方面展开研究,并通过相应的表征与测试手段分析其物理性质、电解质特性和电池性能,取得主要结果如下:(1)本文采用溶液静置法制备具有菱形十二面体结构和尺寸均匀的ZIF-8纳米材料。该材料颗粒尺寸小(约50 nm),比表面积大(约1460 m2/g),孔径为典型Type I微孔(约0.7nm)。本文采用擀膜-浸渍活化法制备具有三维交联微孔网络ZIF-8基复合凝胶电解质。研究发现:该复合凝胶电解质不仅具有较宽的电化学窗口范围0V～4.7V(vsLi+/Li),高锂离子迁移数(0.667),高室温离子电导率(约1.05×10-4S/cm);而且还与金属锂有着良好的界面稳定性,可抑制部分锂枝晶的生长;同时还具有优异的机械性能和安全性能。(2)本文将ZIF-8基复合凝胶电解质应用于LiCoO2|ZIF-8 CGE|Li固态锂电池体系。该体系电池具有优异的循环稳定性、库伦效率和倍率性能。在电流密度为50mA/g时,其首圈放电比容量约135mAh/g,循环100周后,其容量保持率接近90%;当电流密度增加到5 A/g时,其放电比容量仍稳定保持65 mAh/g左右。与此同时,该电解质还可应用于锂氧电池、锂硫电池和钠离子电池等电池体系,但还存在部分问题,需进一步优化。此外,还将ZIF-67纳米材料应用于锂电池体系中,也可展示出与ZIF-8材料相似的电解质特性和电化学性能。