脆弱的固体电解质界面层（SEI）无法抑制锂枝晶的生长、电解质的消耗和负极的体积膨胀，从而严重阻碍了高安全性锂金属电池（LMBs）的发展。金属有机骨架（MOFs）由于其形貌可控、表面官能团可修饰等特点，在储能领域中显示出广阔的应用前景。此外，MOF也被证明适合作为LMBs的电解质添加剂和隔膜改性剂，通过强化SEI层和均匀化镀锂/剥离过程，有效地抑制了锂枝晶的生长。然而，这些策略仍然不能解决块体金属锂负极的体积膨胀和未改性SEI的界面阻抗过大的问题。

近日，华东理工大学曹发海教授，中科院上硅所李驰麟研究员报道了设计了一种MOF基界面工程，它以原位生长的具有立体亲锂位点的开放结构MOF膜（OA-MOF）为动态SEI调制器和Li沉积主体。

文章要点

1）垂直堆积在电极上的Cu₂(BDC)₂ MOF纳米片促进了界面电荷的转移，均匀的Li⁺离子通量和致密的Li沉积形貌，有利于容纳更多的Li容量和抑制Li的体积/厚度。与块状MOF颗粒相比，2D MOF纳米片状网络能够充分暴露和立体延伸亲锂位点，其开放的通道具有较短的扩散距离，能够更好地渗透Li⁺离子流。

2）所研制的OA-MOF/Cu@Li负极在Li|Cu电池中即使在15 mA cm⁻²的大电流密度下也能获得高的库仑效率（CE）和低的电压滞后，并且在对称的Li||Li电池中反复镀锂/剥离过程中能够承受较小过电位的电压分布。基于这种界面工程的LiFePO₄和Li-S全电池，即使在高达10 mg cm⁻²的高正极负载下，循环稳定性和倍率性能也得到了极大的提高。

参考文献

Qingping Wu, et al, Dynamical SEI Reinforced by Open-Architecture MOF Film with Stereoscopic Lithiophilic Sites for High-Performance Lithium–Metal Batteries, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202101034

https://doi.org/10.1002/adfm.202101034