有害的锂枝晶生长和不稳定的固体电解质界面(SEI)阻碍了锂金属电池的实际应用。近期,云南大学郭洪提出了原子分散的钴配位共轭富联吡啶共价有机骨架(sp2c-COF)作为锂金属负极表面的人工SEI,并以此来解决枝晶生长和稳定性问题。
本文要点
(1)限制在COF结构中的单个Co原子增加了活性位点的数量,并促进了电子向COF的转移。Co-N配位和强吸电子氰基协同效应可以最大限度地吸附供体(Co)的电子,创造富电子环境,从而进一步调节Li+局部配位环境,实现均匀的Li成核行为。
(2)此外,原位技术和密度泛函理论计算揭示了sp2c-COF共诱导Li均匀沉积和促进Li+快速迁移的机制。基于这些优点,sp2c-COF共改性的Li负极表现出低至8mV的Li成核势垒和长达6000h的优异循环稳定性。
Conghui Zhang, et al. Regulating The Lithium Ions’ Local Coordination Environment Through Designing Cof with Single Atomic Co Site to Achieve Dendrite-Free Lithium Metal Batteries. Advanced Materials. 2023
DOI:10.1002/adma.202304511
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202304511