柏松延课题组在高离子选择性氟基COF隔膜实现高安全性锂离子电池取得新进展

近日，柏松延教授课题组在国际知名期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表了题为“Permselective Covalent Organic Framework Membrane as Self-Extinguishing Separator for High-Safety Lithium-Ion Battery”的论文。在有前景的锂离子电池（LIBs）中，不受控离子传输和持续存在的安全问题仍然是重大挑战。针对上述问题，该研究引入了一种新型氟基共价有机框架（TF-COF）膜作为高选择透过性电池隔膜，以提升LIBs的整体安全性和循环稳定性。

该研究采用一种简单有效的双酸催化介导的界面聚合法成功制备了TF-COF隔膜，并将其应用于LIBs中。其选择性渗透特性有效抑制了锂枝晶的生长，并最大限度地降低了短路风险。当暴露于明火时，其优异的阻燃特性使其能够自熄灭达三次，显著延长了事故发生时的安全撤离时间。此外，强亲锂性TF-COF隔膜的固有微孔促进了锂离子通量的均匀传输，从而实现了高离子电导率（8.79 × 10⁻⁴ S cm⁻¹）和高锂离子迁移数（t_Li⁺, 0.86）。使用TF-COF隔膜的NCM811||Li电池在4.5 V和0.5 C条件下循环200次后，表现出高达87.6%的容量保持率。该研究利用选择性渗透COF隔膜的阻燃能力，为开发具有长寿命循环能力的高安全、高能量密度电池技术提供了一条前景广阔的新途径。

福州大学化学学院柏松延教授、黄淑萍教授等为本文共同通讯作者，福州大学化学学院陈旭、李文明等为论文共同第一作者。论文信息：Xu Chen⁺, Jinying Liu⁺, Wenming Li⁺, Chenyi You, Xinchen Zhu, Jie Wei^*, Zhiwei Fang, Hanjun Wang, Shuping Huang^*, Songyan Bai*. Permselective Covalent Organic Framework Membrane as Self-Extinguishing Separator for High-Safety Lithium-Ion Battery. Angewandte Chemie International Edition 2025, e202512591.https://doi.org/10.1002/anie.202512591