邓昭/彭扬AM：功能化MOF使无负极锂金属电池循环1000次！

作为有前景的下一代储能解决方案，锂金属电池（LMB）获得了极大的关注，但其仍然受到与高活性锂金属有关的麻烦。

图1 材料制备及作用示意

苏州大学邓昭、彭扬等通过采用浸渍Ag纳米颗粒（NPs）的巯基金属有机框架（MOFs）改性Cu集流体，旨在开发无负极的LMB。

研究发现，当极性的巯基促进和引导Li⁺的传输时，高亲锂性的Ag-NPs有助于提高导电性和降低Li成核的能量障碍。此外，MOF孔允许将体相Li分隔成三维矩阵Li存储，这样不仅局部电流密度降低，而且沉积/剥离的可逆性也大大增强。

图2 半电池性能

因此，将预沉积的Ag@Zr-DMBD/Cu负极与LiFePO₄正极配对的全电池在1C下显示出159.8 mAh g^-1的高初始比容量、96.6%的首次循环库仑效率，以及超过1000次的长期循环稳定性（容量保持率为99.3%）。

这项研究强调了MOFs的多方位功能化，以赋予亲锂性、极性和多孔性，从而实现可逆的锂沉积/剥离，并为通过对Cu集流体的精致改造以实现高性能无负极LMB铺平了道路。

图3 全电池性能

Spatially Confined Silver Nanoparticles in Mercapto Metal-Organic Frameworks to Compartmentalize Li Deposition Towards Anode-Free Lithium Metal Batteries. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202303489