山大冯金奎ACS Nano：共价有机框架及其衍生物助力可充电池金属负极

基于沉积/剥离电化学的金属负极，如金属锂、钠、钾、锌、钙、镁、铁和铝，由于低电化学势、高理论比容量、优异的电子导电性等优势，被认为是构建下一代高能量密度可充金属电池有前景的负极材料。

然而，其固有的高化学反应活性、严重的枝晶生长、大体积变化、不稳定的界面等问题在很大程度上阻碍了其实际应用。共价有机骨架（COFs）及其衍生物作为新兴的多功能材料，由于其丰富的亲金属官能团、特殊的内部通道和可控的结构，在过去几年中已经很好地解决了金属负极的固有问题。

山东大学冯金奎等人详细回顾了多功能COFs及其衍生物在可充金属电池金属负极中的应用。同时，提出了一些展望和意见。

结果发现，COFs及其衍生物的应用主要集中在锂金属负极，其他金属负极的应用几乎是空白。对于锂金属负极，COFs及其衍生物的近期研究主要集中在通过构建基于COFs的固态电解质、界面改性和作为成核种子来减少锂金属负极的腐蚀。

由于这些研究中锂金属负极的比例很大，作者在这篇综述中重点关注锂金属负极。事实上，锂金属负极的改性策略可以扩展到其他金属负极，因为这些金属负极在电化学中具有许多相似的行为。

图1 COFs制备方法的发展

在这篇综述中，作者首先介绍了锂金属负极的一些基本信息，即稳定锂金属负极的优点、问题和报道的策略。然后简单介绍了其他金属负极。接着，列出了COFs的背景，例如合成方法、优点、种类和应用。

随后，仔细总结了多功能COFs及其衍生物在稳定和长循环金属负极方面的最新进展。同时，提出了一些看法和观点。希望该综述能够引起相关研究人员的注意，促进COFs、金属负极以及高能量密度金属电池的发展。

图2 COF对锂负极的保护

Covalent Organic Frameworks and Their Derivatives for Better Metal Anodes in Rechargeable Batteries. ACS Nano 2021. DOI: 10.1021/acsnano.1c05497

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