97.5%！华南师范大学兰亚乾、陈宜法，Angew！

高倍率锂金属电池的研发亟需构建具有界面相容性、锂离子快速脱嵌特性及枝晶抑制功能的独特负极界面结构。

华南师范大学兰亚乾、陈宜法等通过非线性草酰二酰肼单元与刚性Cu₃单元的组装，开发了一种基于共价有机框架材料（ODH-Cu₃-COF）螺旋纳米纤维的交织多孔包覆层。该结构中交织螺旋纳米纤维网络通过有序排列的极性基团（C=N、-CO-NH-及吡唑基团）可作为锂离子沉积成核位点，有效促进高倍率条件下锂离子的快速脱嵌并抑制枝晶生长。研究生庄惠芬为第一作者。

得益于界面优化设计，ODH-Cu₃-COF修饰的锂金属负极在对称电池中展现出优异的循环性能（5 mA cm^-2下循环120次后库仑效率达97.5%）及超长循环寿命（2 mA cm^-2和2 mAh cm^-2条件下稳定运行1000小时）。基于该负极组装的ODH-Cu₃-COF@Li||LFP全电池在商用碳酸酯电解液中表现出卓越的高倍率循环稳定性（5 C倍率下循环900次）。理论计算表明，亲锂性ODH-Cu₃-COF材料具有高锂亲和力，可通过降低锂成核能垒、加速界面去溶剂化过程，从而显著提升高倍率锂金属电池的循环寿命。

图1 交织纳米纤维涂层的优点示意图

图2 材料结构和表征

图3 Li||Cu半电池和Li||Li对称电池的电化学性能

Interweaved Nanofiber Anode Coating Based on Covalent Organic Frameworks for High-Performance Lithium-Metal Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2025. DOI: 10.1002/anie.202505626  

兰亚乾，华南师范大学二级教授、博士生导师，教育部工程研究中心主任，英国皇家化学学会会士。研究方向主要以团簇化学和配位化学为研究导向，设计合成结构新颖且稳定的晶态材料用于光、电、化学能等相关清洁能源领域的转化与应用；研究内容涉及多酸、金属有机团簇、金属有机框架（MOFs）以及共价有机骨架材料（COFs）的合成与应用。目前，已在光解水、CO2还原、质子导电及固态电解质材料等方面取得一系列重要进展。

曾获第四批国家“万人计划”科技创新领军人才、科技部中青年科技创新领军人才、教育部青年长江学者奖励计划、国家优秀青年科学基金、江苏省“双创团队”领军人才、江苏省杰出青年基金等人才称号。近五年来以通讯作者在Nat. Commun. (3)、J. Am. Chem. Soc. (5)、Angew. Chem. Int. Ed. (8)、Adv. Mater. (1)、Matter (2)、Chem (1)、Natl. Sci. Rev. (2)等期刊上发表通讯作者论文120余篇。论文被他引13000多次， ESI高引论文21篇，个人H-index 60。