二维sp2碳连接共价有机框架作为无枝晶锂金属电池的人工SEI膜(英文)

作者：张从辉; 杨永欣; 孙勇疆; 段玲艳; 梅至远; 安琪; 荆淇; 赵根福; 郭洪

来源：Science China-Materials, 2023, 66(07): 2591-2600.

锂金属负极(LMA)具有前所未有的理论比容量和超低的氧化还原电位,因此锂金属电池(LMBs)得到了广泛的研究.然而,不可控的锂枝晶生长和易碎的固体电解质界面相(SEI)严重阻碍了LMBs的实际商业应用.本文制备了二维sp2碳连接的共价有机框架sp2c-COF,并在LMA表面构建了人工SEI膜,以抑制锂枝晶的形成,并调节界面稳定性.sp2c-COF被设计成沿x和y方向全π共轭的高导电性的结构,从而起到降低界面阻抗、促进Li+通量均匀分布的作用.因此,sp2c-COF改性的对称电池Li+迁移数高达0.85,并且在5mA cm-2电流密度下具有较长的循环寿命(4000 h)和极低的过电位(10 mV).此外还利用原位光学显微镜研究了锂沉积行为,结果表明sp2c-COF能显著提高LMA的界面稳定性.该策略对抑制锂枝晶的形成具有重要的应用价值,可促进COF人工SEI膜的发展.

• 单位
  云南大学