吉林大学徐吉静Chem：具有高稳定性阴离子共价有机骨架电解质的一体化固态锂-氧电池

可充电固态锂-氧（Li-O₂）电池被认为是下一代储能系统的有前途的候选者。然而，由于缺乏对空气/金属锂具有高离子电导率和高稳定性的固体电解质（SSE），限制了固态Li-O₂电池的发展。

为了应对这一挑战，吉林大学徐吉静教授通过一种简单、经济、环保的微波辅助溶剂热法开发的三维阴离子COF（简称CD-COF-Li）是一种用于Li-O₂电池的新型Li⁺导体。

文章要点

1）CD-COF-Li的化学结构被合理地设计为一个高度结晶的结构，具有明确的定向离子通道，基于具有不同反离子的柔性构筑单元。此外，得到的CD-COF-Li具有特殊的离子传导特性（σ= 2.73x10^-3 S cm^-1 活化能[Ea]为0.18 e V ）和高稳定性的锂金属负极上的电镀/剥离行为。此外，研究人员首次用二维交换核磁共振谱（2D-EXSY NMR）对锂离子在COFs中的迁移机制进行了深入研究。

2）考虑到CD-COF-Li SSE具有较高的热稳定性、机械稳定性和电化学稳定性，首次将其引入固态Li-O₂电池。结果表明，CD-COF-Li SSE的循环寿命(超过100个循环)明显长于PEO SPE(38个循环)和LAGP SIE（50个循环）。此外，在锂离子电池的广泛应用中，CD-COF-Li的优势也得到了保持，展示了COF基SSE在其他稳定性受到液体电解液限制的储能系统中的广泛应用潜力。

参考文献

Wang et al., An integrated solid-state lithium-oxygen battery with highly stable anionic covalent organic frame-works electrolyte, Chem (2022)

DOI：10.1016/j.chempr.2022.09.027

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.09.027