近日，中国香港科技年夜学化学和生物工程学系副传授金允燮团队与上海交通年夜学溥渊将来技能学院长聘教轨副传授王衍明团队互助，于锂金属电池技能范畴取患上主要进展。相干研究结果以《用在固态锂金属电池的单晶硼酸盐共价有机框架》为题发表在《进步前辈科学》。
金允燮（右）与中国香港科技年夜学博士后程晓龙合影。研究团队供图 论文通信作者金允燮先容，研究团队乐成合成为了一种新型质料——“单晶三维硼酸盐共价有机框架”（单晶三维B-COF），并将其用作固态电解质，显著晋升了固态锂金属电池的机能。该结果有望为电动车和年夜范围储能体系提供更安全、更高能量密度的立异解决方案。
传统锂金属电池面对锂枝晶生长带来的安全危害，以和不不变电解质界面致使的快速退化。共价有机框架（COFs）因具备多孔布局及优良不变性，是极具潜力的电解质质料。然而，年夜大都COFs为多晶布局，晶粒间界孕育发生的电阻限定了其机能。
为降服这一难题，研究团队以COF-303为模板，构建了具备高度有序离子通道的单晶三维B-COF。该单晶质料显著降低了晶界电阻，促成了锂的匀称沉积，有用按捺了枝晶生长，从而于如下三方面晋升了固态锂金属电池的机能：
高离子电导率与高迁徙数：于准固态前提下，室温离子电导率达8.1 mS cm-1，锂离子迁徙数高达0.98，确保了离子快速且选择性地传输。
优秀的界面不变性与安全性：于对于称电池中，可不变撑持跨越2000小时的锂沉积/剥离轮回，有用按捺伤害的锂枝晶形成。
高效能与长轮回寿命：采用磷酸铁锂（LiFePO4）正极的全电池体现出不变的轮回机能。于0.5C倍率下轮回600次后，容量连结率达91.8%，库仑效率为99.98%，初始容量为147 mAh g-1。
该研究解决了多晶质料布局无序的问题，为实现高机能、高安全的固态储能方案斥地了新路径，有望成为鞭策绿色能源成长的要害技能引擎。
相干论文信息：https://doi.org/10.1002/advs.202513879
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