传统凝胶聚合物电解质（GPEs）虽兼具液态电解液与固态电解质的优势，却因离子电导率低，难以抑制锂枝晶生长，导致电池循环稳定性差，严重制约了锂金属电池的实际应用。添加无机填料虽能提升性能，但高负载易导致团聚和界面相容性问题；有机填料的应用也面临机械强度与离子传导的平衡挑战。 近日，香港城市大学张其春教授、陈福荣教授、李振声教授联合中南大学陈立宝教授、旷桂超教授选用具有周期性多孔结构的二维共价有机框架（COF）CityU-43 作为 “纳米牢笼”，通过原位聚合，使 PDA 链在 CityU-43 孔道内形成物理交联网络，仅需 0.03 wt% 的 CityU-43，即可实现聚合物链的均匀分布与界面相容性优化。该文章发表在国际顶级期刊Angewandte Chemie International Edition上。娜仁托雅，顾钱锋为本文第一作者。 机理解析：从 “无序扩散” 到 “定向高速路” 纳米限域效应：CityU-43 孔道约束聚合物链构象，形成连续离子传输通道；其醚氧基团与锂离子强相互作用，降低离子迁移能垒至 9.46 kJ/mol（纯 PDA 为 14.45 kJ/mol）。 SEI 膜调控：NCP 策略促进形成富含 LiF 的稳定固态电解质界面（SEI），抑制电解液降解与锂枝晶穿透，实现界面化学均匀性调控。 应用前景：迈向高能量密度锂金属电池 该电解质电化学稳定窗口达 4.9 V，可匹配高电压正极材料（如 NCM），为 5 V 级锂金属电池开发提供可能。CityU-43 制备工艺简单，仅需 0.03 wt% 低负载即可实现性能提升，降低材料成本与工艺复杂度，为产业化应用奠定基础。 该项研究通过纳米受限聚合策略，将 COF 材料的有序孔道与聚合物电解质的柔性优势结合，为高性能锂金属电池电解质设计提供了 “纳米级” 解决方案。未来，随着该技术的进一步优化，锂金属电池有望在电动汽车、储能系统等领域释放更大潜力，推动能源存储技术迈向新高度。
Figure 1. Schematic of preparation and characterization of NCP GPEs and COFs. Figure 2. Characterizations of the GPEs. Figure 3. Schematic diagrams and characterization of the Li+ coordination structure and Li+ transport modulation. Figure 4. The characterization of SEI layer for withstanding the Li dendrites. 论文信息 Nanoconfined Polymerization Facilitates Efficient Li+ Transportation in Quasi-Solid Electrolytes Tuoya Naren, Qianfeng Gu, Ruheng Jiang, Yanwei Zhao, Lei Zhang, Antai Zhu, Xiang Wang, Jinghang Wu, Dr. Zongmin Zheng, Prof. Chun-Sing Lee, Dr. Gui-Chao Kuang, Prof. Libao Chen, Prof. Fu-Rong Chen, Prof. Qichun Zhang Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202509921
