南京理工大学张根教授Angew：可扩展制备的COF膜基锂金属电池固态电解质

主要观点总结

本文介绍了南京理工大学张根教授团队在共价有机框架（COF）材料领域的新突破。该研究通过结合静电纺丝策略，成功制备出可扩展、自支撑的COF膜（COM），用于锂离子传导。所得PEG-COM电解质表现出增强的枝晶抑制作用和高离子电导率。该研究为构建可扩展的COM基电解质提供了一种通用方法，在固态锂金属电池中具有实际应用潜力。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景及重要性

共价有机框架（COF）是一种有前景的锂离子导体，具有高比表面积、可定制的结构和化学热稳定性。然而，其大规模制造受到阻碍，需要进一步压实才能作为固态电解质片使用。

关键观点2: 研究方法和策略

张根教授团队提出了一种静电纺丝策略，用于制备可扩展、自支撑的COF膜（COM）。通过结合刚性COF骨架与柔性亲锂聚乙二醇（PEG）链，形成离子传导网络，用于Li+传输。

关键观点3: 研究成果及表现

所得PEG-COM电解质表现出增强的枝晶抑制作用和高离子电导率（0.153 mS cm⁻¹）。其离子传导性能的改善源于结构中松散的离子配对和更高自由Li+含量的产生，这一发现已通过固态7Li NMR实验得到证实。

关键观点4: 研究的实际应用和前景

该研究为构建可扩展的COM基电解质提供了一种通用方法，在固态锂金属电池中表现出优异的电化学性能。该策略有望拓宽COF在固态电池中的实际应用，为设计更高效、更安全的固态电池提供新的见解。

文章预览

共价有机框架（COF）因其高比表面积、可定制的结构以及可靠的化学和热稳定性而被认为是有前景的锂离子导体。通过构建具有功能侧链的稳定刚性框架，并在原子水平上精确调整亲锂位点的分布和COF框架的孔结构，通常可以实现令人满意的离子传导。然而，具有定制离子导电行为的传统COF基电解质通常以粉末形态制备，需要进一步的压实过程才能作为固态电解质片使用，这阻碍了COF材料的大规模制造。 近日， 南京理工大学 张根教授 提出了一种可行的静电纺丝策略，用于制备可扩展、自支撑的COF膜（COM），其特征是刚性COF骨架与柔性亲锂聚乙二醇（PEG）链结合，形成用于Li⁺传输的离子传导网络 。所得PEG-COM电解质表现出增强的枝晶抑制作用，在30°C下具有0.153 mS cm⁻¹的高离子电导率。PEG-COM电解质中Li⁺传导的改善源于结构中松散的离子配对和 ………………………………