云南大学郭洪教授最新NML研究论文：构建给体-受体连接COFs固态电解质改善固态锂金属电池性能，为抑制锂枝晶提供新策略！

第一作者：赵根福

通讯作者：郭洪

单位：云南大学

固态锂金属电池（SSLMBs）因高能量密度和高安全性而被视为电动汽车和能源存储系统的有力候选者。然而，SSLMBs的固态电解质（SSE）面临低离子电导率和低选择性Li⁺传输的挑战，这可能导致锂枝晶生长、界面副反应产生和SSLMBs的性能下降。这些问题主要是由于Li⁺是缺电子，容易与阴离子（TFSI-）配位，导致Li⁺解离度低（离子电导率低）和选择性低（迁移数低）。引入具有富电子的SSE可以减弱Li⁺和TFSI-之间的强配位，增强Li⁺迁移动力学，实现高选择性的Li⁺传输和高离子电导率。然而，精准设计和构建新的策略来调节SSE的电子浓度并充分研究电子与Li⁺之间的相互作用仍然存在较大的挑战。

基于此，云南大学郭洪教授团队，在国际知名期刊Nano-Micro Letters上发表题为“Constructing Donor–Acceptor‑Linked COFs Electrolytes to Regulate Electron Density and Accelerate the Li⁺ Migration in Quasi‑Solid‑State Battery”的研究论文。通过构建给体-受体（D-A）来调节固态电解质电子密度，从而促进高度选择性的Li⁺迁移并抑制锂枝晶的形成。团队构建了D-A连接的COFs电解质，利用不同电负性的元素（如C、N和F基配体）作为电子受体，与富电子的四(氨基苯基)卟啉（TAPP）基供体相结合。引入了具有强电负性的含氟配体，与电子供体卟啉结构单元相结合，形成了有效的D-A相互作用，这不仅增强了对Li⁺的亲和力，还显著提高了离子电导率至6.7 × 10^-4 S cm^-1，并在锂金属对称电池中展示了出色的循环稳定性。此外，组装的Li/LiFePO4电池在5C下经过300次循环后容量保持率达到90.8%。通过这种策略，不仅实现了对电子密度调节，提高了离子电导率，还为理解固态锂金属电池中电子密度的作用提供了新的视角。此外，还通过原位表征、密度泛函理论计算和飞行时间二次离子质谱等技术手段，阐明了在“给体-受体”电解质体系中Li⁺快速迁移的机制。

Constructing Donor–Acceptor‑Linked COFs Electrolytes to Regulate Electron Density and Accelerate the Li⁺ Migration in Quasi‑Solid‑State Battery

赵根福博士，云南大学材料与能源学院讲师，硕士生导师。主要从事新型共价有机框架材料的设计合成及在锂电池和催化中的应用。以第一作者及通讯作者在 Nano-Micro Lett., Adv. Funct. Mater., ACS Energy Lett.等学术期刊发表多篇论文。主持国家及云南省自然科学基金2项。

云南大学郭洪教授课题组常年招收二次电池关键技术及光、电催化方向师资（科研）博士后及优秀青年学者，联系邮箱：guohong@ynu.edu.cn。