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調控固體電解質中間相(SEI)的組成是構建高能量密度鋰金屬電池的關鍵。

近日，西安交通大學Jiangxuan Song報道了一種選擇性催化陰離子分解策略，以獲得富含氟化鋰(LiF)的SEI，從而獲得穩定的鋰金屬電池。

文章要點

1）研究人員采用三（4氨基苯基）胺-吡咯二酐共價有機骨架(TP-COF)作為鋰金屬負極的中間層。TP-COF的強供體受體單元結構誘導局部電荷分離，導致電子耗盡，從而增強其對FSI?的親和力。TP-COF和FSI?之間的強相互作用降低了FSI?的最低未占據分子軌道(LUMO)能級，加速了FSI?的分解并生成穩定的富含LiF的SEI。此特性有利于快速的Li+傳輸并抑制枝晶鋰的生長。

2）值得注意的是，研究人員展示了一款6.5 Ah LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂|TP-COF@Li軟包電池，在稀薄電解質1.39 g Ah^-1、高面積容量5.7 mAh cm^-2和高電流密度2.7 mA cm^-2下具有高能量密度（473.4 Wh kg^-1）和出色的循環穩定性（97.4%，95次循環）。

選擇性催化策略為高能量密度可充電電池的實際應用開辟了一條有希望的途徑。

參考文獻

Peiyu Zhao, et al, Enhancing Anion-Selective Catalysis for Stable Lithium Metal Pouch Cells through Charge Separated COF Interlayer, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202317016

https://doi.org/10.1002/anie.202317016