钠金属负极的使用可以极大地提升钠电池的能量密度，推进钠电池的商用进展。但是在充放电过程中不均匀的钠剥离和趁机导致的枝晶生长问题限制了钠金属负极的使用。通过调控固体电解质界面膜（SEI）的组成和结构可以有效改善枝晶问题。近日，昆明理工大学童仲秋、华南师范大学南俊民和香港城市大学李振声课题组合作开发了一种共价有机框架（COF）材料诱导的SEI工程方法，确保大电流下钠金属负极无枝晶。

本文要点

1）作者制备了一种全共轭的二维COF材料，并与PVDF一起制成隔膜；

2）计算分析和XPS谱分析结果说明该COF隔膜可以诱导六氟磷酸根分解，形成富含NaF的SEI；

3）在20 mA/cm²的高电流密度下，Na|COF|Na对称电池有超过1500小时的循环寿命，且在SEM图像中未观察到钠枝晶和裂纹；

4）在10C电流密度下，Na|COF|NaTi₂(PO₄)₃电池在循环5000周后容量保持率高达72%。

参考文献：

T. Kang et al., Dendrite-Free Sodium Metal Anodes Via Solid Electrolyte Interphase Engineering With a Covalent Organic Framework Separator，Adv. Energy Mater., 2023.

DOI: 10.1002/aenm.202204083

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202204083?af=R