近日，澳门永利集团3044（云南省先进能源材料国际联合研究中心）郭洪教授团队以澳门永利集团3044为唯一通讯单位，在国际期刊Adv. Mater.（影响因子29.4）上发表研究型论文“Regulating the Lithium Ions’ Local Coordination Environment through Designing COF with Single Atomic Co Site to Achieve Dendrite-Free Lithium Metal Batteries” （论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202304511）。该研究以抑制传统锂金属负极枝晶生长为目的，通过设计了一种具有单原子金属Co位点的共价有机框架并且将其作为锂金属负极表面的人工固体电解质界面来优化电子密度，并最终调节了锂离子的局部配位环境实现了高性能的锂金属电池。澳门永利集团3044硕士研究生张从辉为论文第一作者，郭洪教授为通迅作者。

锂金属以其超高的理论容量（3860 mAh g-1）和极低的还原电位（-3.04 V）而成为当今能源科学领域的研究热点。但由于锂沉积不均匀，锂金属负极面临着严重的锂枝晶问题，不可控的锂枝晶加速了锂与电解质之间的副反应，这不仅增加了锂和电解液的消耗，还增加了电池界面阻抗。这些问题通常导致锂金属电池的循环稳定性差，容量衰减快，严重的阻碍了锂金属电池的实际应用。

针对传统锂金属电池枝晶生长问题并结合前期研究基础（Hong Guo*, et. al, Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e202300962; Mater. Today, 2023, 64, 21；Angew. Chem. Int. Ed., 10.1002/anie.202303871）。郭洪教授团队提出了一种可实现电子调控的新型共价有机框架，将其构建为人工固体电解质界面，通过将单原子金属Co限域在sp2c-COF中增加了活性位点的数量，促进了电子向COF的转移。Co-N配位和强吸电子基团氰基的协同效应可以最大限度地吸附来自给体（Co）的电子，创造了富电子环境，从而进一步调节Li+的局部配位环境，并最终达到抑制锂枝晶的目的。基于此设计的锂金属电池可实现6000小时的稳定循环，破除了传统模式循环寿命短的困境，为改善锂金属电池的性能提供了一种新的策略。

图1. 人工固体电解质界面相的设计及其对锂枝晶抑制的示意图

该研究成果得到了国家重点研发计划，云南省新能源重大专项、国家自然科学基金面上项目、省先进能源材料国际联合研究中心、省高校全固态离子电池重点实验室、云天化股份有限公司及澳门永利集团3044“双一流”学科建设项目的支持。

供稿：澳门永利集团3044

编辑：李哲

责任编辑：王崴