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有機固態電解質為安全和高能量密度的全固態鋰金屬電池提供了一條有效的途徑。然而，設計一種新的策略來促進強離子對的解離和有機固態電解質中離子成分的傳輸仍然是一個挑戰。

圖1. 兩性離子共價有機框架（Zwitt-COF）固態電解質的合成示意

韓國成均館大學Sang Uck Lee、漢陽大學Jong-Ho Kim等制備了一種具有明確化學結構和孔隙結構的兩性離子共價有機框架（Zwitt-COF）作為固態電解質，以加速鋰離子的解離和傳輸。Zwitt-COF固態電解質表現出1.65×10^-4 S cm^-1的高室溫離子電導率和寬的電化學穩定性窗口。

此外，Zwitt-COF固態電解質通過有效抑制鋰枝晶和死鋰的形成，顯示出穩定的鋰沉積/剝離行為，從而在全固態鋰金屬電池中保持了99%的放電容量和98%的庫侖效率，實現了卓越的長期循環性能。

圖2. Zwitt-COF固態電解質的鋰離子傳輸和電化學特性

理論模擬顯示，在COF中加入兩性離子基團可以促進強離子對的解離，并通過Li⁺離子在Zwitt-COF上的解離吸附重建AA-堆積構型，在Zwitt-COF固體電解質中產生線性六方離子通道。這種基于Zwitt-COF的策略可以為構建各種固態鋰離子電池提供一種替代方法。

圖3. 采用Zwitt-COF組裝的全固態鋰金屬電池的性能

Ion Channel-Restructured Zwitterionic Covalent Organic Framework Solid Electrolyte for All-Solid-State Lithium Metal Batteries. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.202301308

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?AM：基于兩性離子COF固態電解質的全固態鋰金屬電池

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