香港科技大学化学及生物工程系副教授金允燮领导的科研团队在锂金属电池技术领域取得关键进展。该团队成功制备出一种新型单晶三维硼酸盐共价有机框架，该材料作为固态电解质展现出卓越性能，显著优化了固态锂电池的工作效能。这项研究成果有望为电动汽车和大规模储能领域提供更安全、高能量密度的解决方案，相关论文已发表于《先进科学》期刊。

传统锂金属电池受限于电解质界面的不稳定性，常伴随锂枝晶生成与快速衰减的风险。尽管共价有机框架因其多孔结构与稳定性被视为极具潜力的电解质载体，但现有的多晶结构普遍存在显著的颗粒间电阻，制约了其实际应用。为此，研究团队以COF-303为模板，构建了具有高度有序离子通道的单晶三维结构。这种单晶电解质设计大幅降低了晶界阻抗，促进了锂的均匀沉积，从而有效抑制了枝晶生长。

实验数据显示，该材料在室温准固态下实现了8.1 mS cm⁻¹的离子电导率，Li⁺迁移数达0.98，确保了离子的高速选择性迁移。在对称电池测试中，锂沉积与剥离过程稳定超过2000小时。采用磷酸铁锂正极的全电池在0.5C倍率下循环600次后，容量保持率仍达91.8%，库仑效率为99.98%，初始容量为147 mAh g⁻¹。金允燮教授表示：“我们的研究凸显了单晶3D B-COF作为准固态电解质的巨大潜力。通过消除多晶材料中存在的结构缺陷，我们朝着实现高性能、安全的储能解决方案迈出了重要一步，这对于更绿色的未来至关重要。”

出版详情：作者：叶天等，标题：《用于固态锂金属电池的单晶硼酸盐共价有机框架》，发表于：《先进科学》(2026)。期刊信息：先进科学