近日，东华大学材料科学与工程学院、纤维材料改性国家重点实验室 廖耀祖/吕伟课题组报告了一种用于电动汽车和便携式电子设备的新型锂金属电池用共价有机框架纳米纤维分级多孔隔膜。该隔膜具有较高的离子迁移能垒、高的离子电导率和锂离子迁移数，有望实现锂金属电池的安全快速充电。研究人员通过静电纺丝和溶剂热方法合成了酰胺键合的共价有机框架纳米纤维膜（PAN/AM-COF），实现了锂离子输运的分级连接孔通道的构筑。这种新型隔膜可以有效稳定阳极、抑制锂枝晶的形成，并且能在30℃下工作超过3000次循环而容量衰减不超过0.037%。

日前，东华大学材料科学与工程学院、纤维材料改性国家重点实验室 廖耀祖/吕伟课题组报告了一种用于电动汽车和便携式电子设备的新型锂金属电池用共价有机框架纳米纤维分级多孔隔膜。该隔膜具有较高的离子迁移能垒、高的离子电导率和锂离子迁移数，有望实现锂金属电池的安全快速充电。

研究人员通过静电纺丝和溶剂热方法合成了酰胺键合的共价有机框架纳米纤维膜（PAN/AM-COF），实现了锂离子输运的分级连接孔通道的构筑。这种新型隔膜可以有效稳定阳极、抑制锂枝晶的形成，并且能在30℃下工作超过3000次循环而容量衰减不超过0.037%。
此隔膜的设计原理主要是基于二维结构的非线性效应。这种特殊的结构使得分子在水平方向上排列得更加有序，从而提高了材料的物理化学性质。在实验中，我们发现这种隔膜能够有效地提高锂离子的传输效率，这对于电动汽车等需要高能量密度的设备来说至关重要。
此外，我们的研究还发现，这种新型隔膜可以在较低的温度下工作，这对于我们开发新型锂金属电池非常有利。我们知道，锂电池的充放电过程是一个发热的过程，因此我们需要一种能够稳定电解液温度的隔膜。然而，目前市场上存在的部分锂金属电池使用的是油基隔膜，其耐热性能较差。我们的新型隔膜则能够在较高的温度下正常工作，这将大大降低电池的工作环境对锂电池稳定性的影响。
然而，尽管我们的新型隔膜有着许多优点，但是其实际应用还需要进一步的研究。例如，我们需要了解这种新型隔膜的长期稳定性如何，以及它在高压环境下是否仍然有良好的性能。同时，我们也需要进一步优化这种新型隔膜的制备工艺，以提高其质量和产量。
总的来说，我们的研究表明，通过利用共价有机框架纳米纤维分级多孔隔膜，我们可以成功地开发出一种新型的锂金属电池用隔膜。这一成果对于推动我国新能源汽车的发展，以及提升现有锂金属电池的性能都有着重要的意义。