RapidXAFS 2M在电池领域助力锂电池界面稳定性上取得新突破！

在锂电池领域，锂枝晶生长和固体电解质界面（SEI）的不稳定性一直是限制其实际应用的关键问题。近日，云南大学郭洪教授团队成功将单个钴原子限制在共价有机框架（sp²c-COF）中，并将该材料用作锂金属阳极（LMA）表面的人工 SEI 膜，以调控界面稳定性。

在XAFS测试中，我们获得的数据不一定是光滑且信噪比好的，总会由于样品研磨不均匀、原位中产生气泡、光源本身的glitch等因素导致数据出现噪点，或者一段数据的不合理，这时就需要采用去除噪点或者数据截断的功能。

图1材料的作用机制示意图

该研究发现，sp²c-COF-Co 中的钴-氮配位和强电子吸引氰基作用可以有效调整局部电子结构，创造电子丰富的环境，从而提高锂离子结合能量并降低锂核化过电位。此外，sp²c-COF-Co的特殊孔结构有助于锂离子的快速迁移。因此，sp²c-COF-Co修饰后的 LMA 有效抑+制了锂枝晶的形成，并表现出优异的电化学性能。在2 mA cm^-2的电流密度下，对称的 sp²c-COF-Co@Li 电池可以实现超长的循环寿命（6000 小时），全电池的容量保持率和倍率性能得到显著提高。

值得注意的是，sp²c-COF-Co 修饰的 Li|Cu 电池表现出令人满意的锂利用率和工作寿命。sp²c-COF-Co ASEI 薄膜的成功应用将为解决锂金属电池中锂枝晶生长和核化问题提供新的思路。

基于RapidXAFS 2M，研究人员对sp₂c-COF-Co的局域结构进行了分析。如图2 X射线吸收精细结构谱（XANES）所示，sp²c-COF-Co 的吸收边位置与 CoO 相当，表明 sp²c-COF-Co 中的钴原子约为+2价。在R空间谱中，发现 sp²c-COF-Co 仅在 1.59 Å 附近出现明显的峰，未观察到 2.14 Å 处的 Co-Co 散射峰，说明钴原子与氮（氧）原子配位并未形成金属纳米颗粒或者团簇。通过拟合获得Co-N 和 Co-O 的配位数分别约为 2.1 和 2.5，证明每个钴原子与两个氧和两个氮原子配位，形成了 Co-N₂O₂ 的配位结构。上述结果表明，钴单原子中心通过 Co-N(O) 键与联吡啶位点和甲醇基团配位。

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图2 XAFS表征及拟合结果

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