协同阴阳离子调控的阳极保护共价有机框架层助力无枝晶锂金属电池

项目概述

锂金属电池在循环过程中因电解液阴阳离子分布不均及局部电场突变，极易诱发不均匀成核与锂枝晶刺穿，导致电池失效与安全隐患。该研究设计了一种具备独特离子通道与活性位点的共价有机框架（COF）保护层，实现了对阴离子与阳离子的双向协同调控：一方面通过骨架对阴离子的固定/排斥作用重塑双电层结构，另一方面通过配位基团均一化锂离子流、降低锂离子脱溶剂化能垒，在分子尺度上引导锂离子的均匀成核与致密沉积，从而彻底抑制锂枝晶生长。封面艺术以“深海潜航探索未知”为灵感隐喻，将微观电极表面化为幽深的海底电解液环境，潜水员手电筒的光芒聚焦于具有有序纳米孔道的 COF 骨架层，生动揭示了活性孔道对水/溶剂化锂离子簇的定向筛分与有序重组过程，艺术化地呈现了界面化学工程对微观离子流的精准驾驭。