近日，云南大学材料与能源学院/国家光电子能源材料国际联合研究中心郭洪教授团队联合宁波东方理工大学在国际知名期刊“Nature Communications”期刊上发表了题为“Alternating-sequence polymer chain facilitating Li+ transport in covalent organic frameworks”的研究论文(论文链接https://doi.org/10.1038/s41467-026-70591-0)。该研究采用PEO和全氟烷基链以序列交替的方式分布在COF孔中来共同调节锂离子迁移动力学，从而提高锂离子电导率和抑制锂枝晶等问题，为COF电解质的发展提供了一种新的思路，第一作者为赵根福副教授，郭洪教授为通讯作者。

共价有机框架（COF）基固态电解质因其结构可设计性、本征多孔性及环境友好特性，近年来受到广泛关注。然而，受制于缺乏有效的孔道化学环境调控策略，其离子电导率与锂离子迁移数仍难以满足电池实际应用需求。因此，在对上述问题进行深入剖析，并结合前期的研究基础（PNAS, 2024, 121, e231329121; Adv. Mater. 2023, 36, 2305818; Energy Environ. Sci. 2024, 17, 780，Angew. Chem. Int. Ed. 2026, e25864），郭洪教授团队提出了一种通过在COF材料中交替插入PEO链和全氟烷基链段的孔道修饰策略。与未修饰孔道的COF相比，这种序列孔道修饰的COF基固态电解质为锂离子迁移创造了有利的微环境，能够有效抑制锂离子的团聚，并提供丰富的位点对位点迁移通道。

COF电解质还展现出优异的界面稳定性，能够形成富含LiF的坚固固态电解质界面膜。基于此，该序列孔道修饰的COF基固态电解质实现了1.06×10-3S/cm的锂离子电导率和高达0.9的锂离子迁移数，这一性能在目前主流的固态电解质技术中极具竞争力，且优于大多数氧化物与聚合物电解质。采用该电解质组装的固态NCM811||Li电池在1C倍率下展现出180 mAh g-1的比容量，并在5C的高倍率下表现出优异的循环稳定性（经过700次循环后容量保持率为80%）。解决了传统COF电解质循环稳定性差的难题，为今后优化高能量密度高镍锂金属电池电解质提供了一种新策略。

该研究成果得到了国家自然科学基金面上项目、云南省重大科技专项及云南大学“双一流”学科建设项目的支持。

来源：材料与能源学院

编辑：奚利 责任编辑：李哲