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可充電鋰離子電池是一種很有前途的高能量密度電池系統。然而，由于LiCl緩慢氧化為Cl₂，只有在低比容量下才能實現合理的循環壽命。

在此，中國科學技術大學陳維團隊提出了一種具有催化活性的胺官能化共價有機骨架（COF），即COF-NH₂，它顯著降低了LiCl的氧化勢壘，并加速了Li-Cl₂電池中LiCl的抗氧化動力學。使用COF-NH₂得到的Li-Cl₂電池(Li-Cl₂@ COF-NH₂)同時表現出低過電位、高達3500mAh/g的超高放電容量和81.4%的第一次循環時沉積的LiCl的促進利用率（UR-LiCl），這是迄今為止的最高報告值。

此外，Li-Cl₂@COF-NH₂當電池在-20°C下以2000 mAh/g的容量運行，庫侖效率（CE）約為100%，放電平臺為3.5V時，電池可以穩定循環200多次。令人印象深刻的是Li-Cl₂@COF-NH₂軟包電池可提供>400?Wh/kg的高能量密度，循環50次后平均CE為~95%。

圖1. Li-Cl₂@COF-NH₂軟包電池

總之，該工作開發了一種有機催化劑 COF-NH₂，以解決氯化鋰充電電池中氯化鋰氧化緩慢的問題。實驗證明，氧化條件下的胺基團能顯著降低氯化鋰的氧化障礙，從而大大提高了氯化鋰正極的可逆性。在 COF-NH₂的高效催化下，氯化鋰電池可實現的3500 mAh/g高放電容量，鋰鹽利用率為81.4%，高于報告的最高值 63%，降低了充電極化電壓（0.21 V，低于電流密度為 1500 mA/g 時的對比樣品）。

此外，基于 COF-NH₂ 的優勢，該氯化鋰電池在 -20 °C下循環 200 次以上仍能保持 2000 mAh/g 的超高容量。因此，該有機催化劑在氯化鋰電池系統中的成功應用有望加速高能量存儲的實際應用。

圖2. Li-Cl₂@COF-NH₂電池在低溫下的電化學性能

Organocatalytic Lithium Chloride Oxidation by Covalent Organic Frameworks for Rechargeable Lithium-Chlorine Batteries, Angewandte Chemie International Edition，2023，DOI: 10.1002/anie.202315931

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?中科大陳維Angew：共價有機框架對氯化鋰氧化的有機催化實現穩定鋰-氯電池

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