中国科学院上海高等研究院研究员曾高峰和副研究员徐庆等，开发了新型三维共价有机框架作为锂金属电池的负极保护层。这一框架具有高密度的锂亲和位点，能够实现均匀的锂沉积行为调控。相关研究成果以Three‐dimensional Covalent Organic Framework with Dense Lithiophilic Sites as Protective Layer to Enable High‐Performance Lithium Metal Battery为题，发表在《德国应用化学》上。该研究通过[6+4]合成策略，利用6连接的环三磷腈衍生物醛和4连接的卟啉基四苯基胺合成了新型磷腈三维共价有机框架。结构中的磷腈环和卟啉环作为电子丰富和亲锂位点，提高了三维方向上均匀的Li+通量，实现了高度平滑和致密的Li沉积。该电极涂层提高了Li/Por-PN-COF-Cu电池的库仑效率，促进了快速的Li+传输，使LiFePO4全电池即使在5 C的严苛速率下也能够稳定进行剥离/沉积过程。理论计算揭示了Li+与COF之间的强相互作用，利于Li+脱溶剂化，加快其反应动力学；同时，较低迁移势能表明Li+离子与π电子系统之间存在有利的相互作用。