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Metal-Organic Frameworks (MOFs)-Integrated Separator for Improving the Cycle Stability of Lithium–Ion Batteries

Ray, Apurba und Wood, Neil und Guney, Emre und Tasdemir, Muhammed Bilal und Dermenci, Kamil Burak und Berecibar, Maitane und Saruhan-Brings, Bilge (2026) Metal-Organic Frameworks (MOFs)-Integrated Separator for Improving the Cycle Stability of Lithium–Ion Batteries. Batteries, 12 (6), Seite 218. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/batteries12060218. ISSN 2313-0105.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/2313-0105/12/6/218

Kurzfassung

To date, lithium–ion batteries (LIBs) are considered one of the most promising and marketleading energy storage systems due to their high theoretical capacity and energy density. However, poor thermal and cyclic stability, low electrolyte uptake, and the possibility for frequent short circuits of typical separators and evolution of several gases during long cycle operation pose several problems for LIBs. Metal-organic frameworks (MOFs) have attracted widespread interest as a promising material for improving the cycle stability and safety of rechargeable batteries due to their inherent surface and structural properties such as high specific surface area, high porosity, and ionic conductivity. In this work, the aim is to provide detailed descriptions of the synthesis routes and parameters for obtaining various MOFs such as Zr-MOF-808 and Ni-MOF-74 nanoparticles and the fabrication of those MOF-integrated separators. To optimize the crystallinity, morphological and compositional characteristics, and several material characterizations such as XRD, SEM, and EDX have been applied. Afterwards, the synthesized MOF-integrated glass fiber (GF) separators have been developed for lithium–ion battery (LIB) applications. To investigate the electrochemical performance and the effect of MOF integration into the separators, electrochemical studies in the form of galvanostatic charge–discharge (GCD), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) have been evaluated by preparing CR2032-type half-coin cells. This MOFs-integrated GF-separators and synthesized LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 (NMC622) cathode materials-based coin cell LIB exhibited higher cycle stability than bare GF-separator based LIB. This novel approach and extensive research suggest that development of MOFintegrated separators could significantly improve cycle stability by reducing the internal cell degradation for next generation energy storage devices.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/226053/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Metal-Organic Frameworks (MOFs)-Integrated Separator for Improving the Cycle Stability of Lithium–Ion Batteries
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ray, ApurbaApurba.Ray (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2693-9898223186120
Wood, Neilneil.wood (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0000-9227-6992223186122
Guney, EmreEmre.Guney (at) vub.beNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tasdemir, Muhammed Bilalbilal.tasdemir (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0005-6832-8453223186123
Dermenci, Kamil BurakKamil.Burak.Dermenci (at) vub.beNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Berecibar, MaitaneMaitane.Berecibar (at) vub.beNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Saruhan-Brings, BilgeBilge.Saruhan (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6895-8387223186124
Datum:16 Juni 2026
Erschienen in:Batteries
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:12
DOI:10.3390/batteries12060218
Seitenbereich:Seite 218
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Wang, ZhenboNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2313-0105
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Energy storage; lithium–ion batteries; MOFs; separators; cycle stability
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HGF - Programm:Luftfahrt
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Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Frontier Materials auf der Erde und im Weltraum > Funktions- und Korrosionsschutzsysteme
Hinterlegt von: Ray, Apurba
Hinterlegt am:10 Aug 2026 09:13
Letzte Änderung:10 Aug 2026 09:14

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