离子

这些大环笼分子利用氢键和它们的互锁形状自组装成更大、更复杂的三维纳米孔晶体，一维通道是“离子运输的理想途径，”根据钟宇的说法，离子电导率高达每厘米8.3×10-4西门子（8.3×10-4siemens/cm）。

通过使用它们作为多孔晶体的构建块，晶体将有大的空间来存储离子和相互连接的离子运输通道。

这种创新的设计有可能提高固态锂离子电池的安全性。

除了制造更安全的锂离子电池外，这种材料还可能用于分离水净化中的离子和分子，以及制造用于生物电子电路和传感器的混合离子-电子传导结构（mixedion-electron-conductingstructures）。

在传统的锂离子电池中，离子通过液体电解质来回穿梭。

在钟宇的潜在课题清单中，最重要的是找到一种制造更安全的锂离子电池的方法。

设计更安全的锂离子电池（DesigningSaferLithium-IonBatteries）

锂离子电池(LIBs)具有高的能量密度和长的循环寿命，使其成为便携式设备和电动汽车中储能的首选。

在这些因素中，热失控是电池安全研究的焦点，因为可能导致锂离子电池系统的灾难性故障。

基于锂-硫的可逆氧化还原过程的全固态锂硫电池(ASSLSB)作为储能系统展现出巨大的潜力，超越了传统的锂离子电池。

并且ASSLSB还可以阻止锂金属枝晶生长，这是困扰锂离子电池的一个问题。

与氧化物基电解质相比，硫化物基电解质与Li离子形成的键弱，这归因于硫的电负性较低和离子半径比氧大，使得硫化物电解质具有更高的离子导电性。

美国康奈尔大学等与中国杭州西湖大学（WestlakeUniversity,Hangzhou,Zhejiang,China）的研究人员合作，利用独特的大循环和分子笼结构的融合设计了一种开创性的多孔晶体，增强了固态电池中的锂离子传输。

“因此，把所有的结果拼在一起，我们最终不难理解，为什么这种结构对离子传输真的很好，为什么我们用这种材料获得如此高的导电性，”钟宇说。

氧空位丰富的LZONs不仅通过高效通道促进Li离子的传输，还作为阴离子锚点，加快Li化合物的解离，并在PEO粘合剂内产生足够数量的自由Li离子，显著提高了Li离子传输效率。

讨论了固态电解质、正极和高性能负极的最新进展，包括与离子传输、电化学性能和加工方法相关的关键挑战。

一旦研究人员有了他们的晶体，他们需要更好地了解它的组成，所以他们与材料科学与工程教授JudyCha博士合作，她使用扫描透射电子显微镜来探索它的结构，以及机械和航空航天工程助理教授JingjieYeo，他的模拟澄清了融合分子和锂离子之间的相互作用。

为了克服这个问题，钟宇的目标是创造一种新型的多孔晶体，可以促进离子沿着指定的路径移动。

一旦研究人员有了他们的晶体，他们需要更好地了解它的组成，所以他们与材料科学与工程教授JudyCha博士合作，她使用扫描透射电子显微镜来探索它的结构，以及机械和航空航天工程助理教授JingjieYeo，他的模拟澄清了融合分子和锂离子之间的相互作用。

这条路径需要允许锂离子和晶体结构之间最小的相互作用，以防止离子粘在一起。