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熊杰/楊成韜/胡音EnSM：氟功能化MOF抑制SEI重建助力鋰負極2000h循環！

隨著能源消耗需求的增加，鋰金屬電池（LMB）是開啟未來技術利用的關鍵。然而，在高電流密度和面容量下，LMB的長期循環性能較差，這是由于固體電解質界面（SEI）中不穩定相引起的連續不必要的重建加劇了枝晶生長。

圖1. SEI的形成示意

電子科技大學熊杰、楊成韜、胡音等合成了一種F功能化的MOF，即UIO-66-F4（UIO-F），以實現MOF調節的SEI形成化學反應，從而實現具有低Li⁺轉移勢壘的富含LiF、機械穩定的SEI。F官能團具有很高的反應活性，并且均勻地分布在MIO-F上，有利于SEI中LiF的均勻生成。由于這種高活性的F官能團在SEI形成中的競爭和優先參與，溶劑分解可以被抑制。

此外，UIO-F固有的Li⁺轉移通道和Li⁺吸附點可以促進Li⁺的去溶劑化，從而減少溶劑和鋰金屬在界面上的接觸。

圖2. 改性鋰負極的制備及半電池性能

基于協同作用，上述特點增強了SEI的組成、機械和界面穩定性，抑制了其在長期循環過程中的重建。

因此，鋰負極在高電流密度/面容量下獲得了超長循環性能（6 mAh cm^-2和3 mA cm^-2時>2000小時，1 mAh cm^-2和10 mA cm^-2時>500小時），高負載鋰硫軟包電池（S負載為6 mg cm^-2）的容量/穩定性也得到了改善。

這些出色的電池性能表明，通過MOF的功能化成功地調節了SEI的形成化學，這對推動鋰金屬電池的商業化顯示了巨大的潛力。

圖3. Li-S電池性能

Reconstruction Suppressed Solid-Electrolyte Interphase by Functionalized Metal-Organic Framework. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.04.004

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