从前人的研究来看，共价有机骨架（COFs）与Li⁺具有很强的亲和力。然而，COFs与电解液中溶剂分子的关系具有排他性。

近日，华南理工大学Jun Liu报道了通过在连续且非显而易见无缺陷的自支撑COF膜上复合超薄PVDF层，设计了一种优越的COF/PVDF电池隔膜，其中引入PVDF只是为了增加隔膜的柔性。

文章要点

1）在没有其他昂贵的锂盐和添加剂的情况下，在COF/聚偏氟乙烯隔膜中的羟基官能团(OH)和稀释电解质的组分之间可以形成−OH···F（−OH/ PF₆⁻）,−OH···O（−OH/EC）和−OH···O（−OH/EMC）的氢键。得益于COF和稀释电解质之间的相互作用，锂离子溶剂鞘中自由分子的丰度降低。

2）研究人员利用非原位衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)和XPS光谱验证了脱溶电解液在金属锂表面形成的SEI膜，其主要成分是高强度的LiF。此外，COF能诱导锂离子均匀沉积，用COF/PVDF隔膜组装的Li对称电池在1 mA cm⁻²电流密度下可稳定循环700 h。

3）以该功能膜为隔膜，以容量为5 mAh cm⁻²的锂金属为负极，高电压LNMO作为正极，组装成的全电池在0.5 C电流密度下循环200次后，比放电容量仍保持在129.2 mAh g⁻¹，容量保持率达98.8%。即使在60 °C和4.9 V截止电压的恶劣环境下，在0.5 C时仍显示出128.9 mAh g⁻¹的放电比容量。

4）此外，COF材料比MOF材料和分子筛有更多独特的优势，但其密度远低于这两种材料，这意味着在相同的隔膜厚度下，COF隔膜的重量远远小于MOF和分子筛隔膜，这也有利于提高电池的能量密度。

参考文献

Yan Yang, et al, A Self-Supporting Covalent Organic Framework Separator with Desolvation Effect for High Energy Density Lithium Metal Batteries, ACS Energy Lett. 2022

DOI: 10.1021/acsenergylett.1c02719

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c02719