近日，深圳北理莫斯科大学材料科学系副教授谷思辰、聂万丽带领其研究团队，在材料学科顶级期刊《Advanced Functional Materials》上发表了题为“An Anion-Concentrating Layer for a Large-Capacity Al Anode Enabled by an Amorphous 2D Covalent Organic Framework（由无定型二维共价有机框架构建大容量阴离子富集涂层用于可充电铝离子电池负极）”的研究论文。该期刊最新影响因子为19.9，是材料领域的国际顶尖期刊。
论文第一作者为聂万丽副教授指导的北京理工大学-深北莫专项硕士研究生李娟，深圳北理莫斯科大学为第一完成单位。通讯作者包括聂万丽、谷思辰、北京理工大学吴川教授。深圳北理莫斯科大学材料科学系朱亚楠、Sergey Ryazantsev副教授在理论计算、测试表征和数据分析做出了重要贡献。
可充电铝离子电池因其铝负极具有高理论容量、储量丰富、成本低及安全性好等优势，被认为是极具潜力的下一代大规模储能技术。然而，在高面容量下充放电时，铝负极缓慢的离子传输动力学会引发严重浓差极化，进而导致枝晶生长、“死铝”形成、库仑效率下降及短路风险。本工作创新性地采用非中心对称配体与三醛基单体通过席夫碱缩合反应，合成了具有构象柔性的无定形二维共价有机框架材料，并利用其无序介孔结构及动态亚胺键，在铝负极界面特异性富集电化学活性Al₂Cl₇⁻阴离子，从而有效缓解浓差极化，稳定电极界面。基于此无定形COF涂层修饰的铝负极，研究首次实现了在10 mAh cm⁻²的大面积容量下超过7500小时的超长稳定循环。该研究为通过界面离子动力学调控提升可充电铝离子电池极性能提供了新策略。
文章链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.202600038
该团队近年来在可充电铝离子电池方向持续取得重要进展，近期还在《Energy & Environmental Science》（IF 30.8）与《ACS Applied Energy Materials》等顶尖期刊上发表了系列研究成果：
“Sichen Gu, Wanli Nie, Qiao Meng, Xinming Chen, Jiameng Zhang,Yun Cao and Wei Lv*, Stabilizing the aluminum metal anode through polymer coating-enabled regulation of exchange current, Energy Environ. Sci., 2025, 18, 1477-1488.
文章链接：https://doi.org/10.1039/d4ee03542a”
“Meijin Wang, Jiameng Zhang, Juan Li, Wanli Nie,* and Sichen Gu*, Unlocking an Aluminum Anode in the Nonaqueous Electrolyte: Electrodeposition Kinetics, Electrolyte Engineering, and Electrode Modiffcation , ACS Appl. Energy Mater. 2025, 8, 8781−8810.
文章链接：https://doi.org/10.1021/acsaem.5c01001”
谷思辰副教授简介：
深圳北理莫斯科大学材料科学系副教授。以第一作者和通讯作者在Nature Communications，Energy & Environmental Science，Advanced Materials等期刊发表多篇研究论文，其中包含2篇ESI高被引论文。主持国家自然科学基金、广东省普通高校重点领域专项、深圳市稳定支持计划等项目。主要研究方向为多电子转移电池体系与轻金属负极电池。
聂万丽副教授简介：
聂万丽，深圳北理莫斯科大学材料科学系副教授。2000年获中国科学院上海有机化学研究所博士学位；2002至2004年，分别在莫斯科国立大学、德国Muenster大学从事博士后研究。以第一作者或通讯作者分别在Angew Chem. Int. Ed.、Advanced Materials、化学学报等期刊发表多篇研究型论文。获得过国家自然科学基金青年及面上项目等经费资助。研究方向为导向有机合成的金属/非金属有机配合物的合成、结构及反应活性研究；有机功能材料在二次电池中的应用研究。
研究团队简介：
新型电池材料研发实验室，依托深北莫材料科学系，由能量转换与存储材料中俄联合创新团队支持建立。实验室聚焦二次电池前沿领域，致力于以下方向的研究：新型多电子转移电池体系、轻金属负极电池（铝、锌、钠等）、固态电池与高能量密度锂离子电池、钠离子电池与锌离子电池、纳米材料与有机功能材料的设计合成及其在电池中的应用。实验室融合中俄双方在材料研发与机理研究方面的优势，注重从材料设计、界面调控到器件集成的系统性创新，推动高性能、高安全、低成本的下一代储能技术发展。
