氟化共价有机框架界面层

无负极钠电池稳定循环

氟化共价有机框架通过均匀化并加速界面钠离子通量，原位生成富NaF界面相，实现无负极钠金属电池在高面容量下的稳定循环。

Hou, Zhen · 夏水鑫 · Tianrun, Huang · Luo, Sainan · 庞越鹏 · 杨俊和 · 郑时有

Small 2025

具体参数

循环寿命（对称电池）

2600 h

循环寿命（Na||NVP电池）

5000 cycles

容量衰减率

0.0018 %

面积容量（无负极软包电池）

2.3 mAh cm⁻²

循环寿命（无负极软包电池）

150 cycles

技术优势

枝晶被抑制

氟化COF均匀化并加速Na+通量，原位生成的富NaF界面相有效抑制钠枝晶生长，提升循环稳定性。

倍率性能高

对称电池在10 mA cm⁻²的高电流密度下仍能稳定循环2600小时。

超长循环寿命

Na||NVP电池在20 C下循环5000圈，每圈容量衰减仅0.0018%，近乎可忽略。

无负极也可行

无负极软包电池在低N/P比1.4和贫电解液6.5 g Ah⁻¹的苛刻条件下，仍能稳定循环150圈。

应用场景

• 钠金属电池：用F-COF界面层替代不稳定SEI，让钠金属负极能长期稳定循环。
• 无负极电池：无需预置负极，靠F-COF在集流体上直接引导钠均匀沉积，简化电芯结构。
• 共价有机框架：COF的规则孔道和氟化官能团协同调控钠离子输运，是功能化界面材料。
• 钠电池：以低成本钠替代锂，并通过F-COF解决枝晶问题，推动钠电池实用化。