AM：基于两性离子COF固态电解质的全固态锂金属电池

有机固态电解质为安全和高能量密度的全固态锂金属电池提供了一条有效的途径。然而，设计一种新的策略来促进强离子对的解离和有机固态电解质中离子成分的传输仍然是一个挑战。

图1. 两性离子共价有机框架（Zwitt-COF）固态电解质的合成示意

韩国成均馆大学Sang Uck Lee、汉阳大学Jong-Ho Kim等制备了一种具有明确化学结构和孔隙结构的两性离子共价有机框架（Zwitt-COF）作为固态电解质，以加速锂离子的解离和传输。Zwitt-COF固态电解质表现出1.65×10^-4 S cm^-1的高室温离子电导率和宽的电化学稳定性窗口。

此外，Zwitt-COF固态电解质通过有效抑制锂枝晶和死锂的形成，显示出稳定的锂沉积/剥离行为，从而在全固态锂金属电池中保持了99%的放电容量和98%的库仑效率，实现了卓越的长期循环性能。

图2. Zwitt-COF固态电解质的锂离子传输和电化学特性

理论模拟显示，在COF中加入两性离子基团可以促进强离子对的解离，并通过Li⁺离子在Zwitt-COF上的解离吸附重建AA-堆积构型，在Zwitt-COF固体电解质中产生线性六方离子通道。这种基于Zwitt-COF的策略可以为构建各种固态锂离子电池提供一种替代方法。

图3. 采用Zwitt-COF组装的全固态锂金属电池的性能

Ion Channel-Restructured Zwitterionic Covalent Organic Framework Solid Electrolyte for All-Solid-State Lithium Metal Batteries. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202301308

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