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有害的鋰枝晶生長和不穩定的固體電解質界面相（SEI）抑制了鋰金屬電池的實際應用。

圖1 材料設計

云南大學郭洪等探索了原子分散的鈷配位共軛富聯吡啶共價有機骨架（sp2c-COF）作為鋰金屬負極表面的人工SEI來解決這些問題。

單個Co原子被巧妙地限制在sp2c-COF中，從而優化了金屬原子周圍的電子密度。在Co-N配位和強吸電子的氰基基團的共同作用下，大量的電荷被轉移到sp2c-COF，從而增強了對Li⁺的吸附。

此外，sp2c-COF具有合適的孔徑和大的表面積，為Li⁺的遷移創造了一個完美的環境。原位光學顯微鏡顯示sp2c-COF-Co ASEI薄膜可以有效地抑制鋰的枝晶。

圖2 半電池性能

此外，值得注意的是，sp2c-COF-Co修飾的對稱電池顯示了0.76的高Li⁺轉移數，確保了快速的鋰沉積/剝離過程。

因此，sp2c-COF-Co修飾的電池具有優異的電化學性能和無枝晶的形態，并且在超高電流密度（2 mA cm^-2）下，鋰-鋰對稱電池顯示出優異的循環壽命，達6000小時。

sp2c-COFCo@Li|Cu電池在0.5 mA cm^-2時也顯示出低的成核過電位（8 mV）。此外，基于sp2c-COF-Co的全電池也表現出更長的工作壽命和高容量保持率。

圖3 LFP、LCO以及NCM全電池性能

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

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郭洪團隊AM：調節鋰離子的局部配位環境，實現6000小時鋰負極運行

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