合理调控锂离子(Li⁺)在电解质-电极界面的迁移行为和电荷分布对于追求高性能锂金属电池(LMB)化学具有重要意义。

华南理工大学Li Du等将独特的局部两性离子共价有机框架纳米片(ziCOFNs)开发为Li⁺加速调节器，其功能不仅包括动力学促进的Li⁺迁移，还包括在LMBs中诱导均匀的电荷分布。

本文要点：

（1）

两性离子作为“解离增强剂”触发有效的Li⁺去溶剂化，而纳米孔内丰富的首席运营官单元有利于Li⁺的快速扩散。此外，有序的离子骨架动态地使界面电荷均匀化，从而抑制Li枝晶生长并稳定Li-界面化学。当作为电池结构中的功能夹层时，ziCOFNs显示出超高的转移数(0.84)和超过4.5 mS cm^-1的离子电导率。有了这样的一层，对称电池在3mA cm^-2下可实现稳定的锂电镀/剥离(超过6500小时),高负载LiFePO₄ (9.4mg cm^-2)全电池可实现卓越的长期循环性能。

（2）

详细的实验表征结合理论计算阐明了两性离子骨架调节Li⁺迁移行为的机理。这项工作有望为下一代LMBs中两性离子晶体材料的探索带来新的曙光。

参考文献:

X. Li, Y. Zuo, Y. Zhang, J. Wang, Y. Wang, H. Yu, L. Zhan, L. Ling, Z. Du, S. Yang, Controllable Sulfurization of MXenes to In-Plane Multi-Heterostructures for Efficient Sulfur Redox Kinetics. Adv. Energy Mater. 2024, 2303389.

DOI: 10.1002/aenm.202303389

https://doi.org/10.1002/aenm.202303389