锂金属电池（LMBs）因其高理论比容量（3860 mAh g?1）和由最低氧化还原电位（?3.04 V vs 标准氢电极）产生的高能量密度而受到广泛关注[1,2]。然而，锂枝晶的不受控制的生长常常导致隔膜失效，引发严重的安全问题并阻碍了LMBs的实际应用[3,4]。为了解决这个问题，已经开发了诸如电流收集器[5,6]、电极表面涂层[7]、电解质改性[8, [9], [10]]以及构建稳定的固态电解质界面（SEI）[11,12]等策略。虽然这些方法在一定程度上提高了循环稳定性和安全性，但它们未能从根本上解决锂在锂/电解质界面处分布不均的问题。锂离子分布不均会导致严重的局部浓度极化，从而在表面突起处优先沉积锂[13]。这些突起一旦形成，会进一步吸引锂离子，加速枝晶的生长[14]。相反，电极表面上的均匀锂离子分布可以消除这种局部极化，从而促进致密和平面的锂沉积。因此，均匀锂离子分布的策略对于抑制枝晶生长至关重要。
隔膜作为离子传输介质和电子绝缘体[15,16]发挥着重要作用。聚烯烃隔膜如聚乙烯[17,18]和聚丙烯[19,20]由于其电化学稳定性和低成本[20,21]而在LMBs中得到广泛应用。然而，它们的低表面能导致电解质润湿性差，较大的惰性孔隙会导致锂离子分布不均和离子传输路径受阻[22,23]。这些限制加剧了浓度极化并促进了锂枝晶的形成。为了克服上述问题，已经开发了涂覆有陶瓷材料（如TiO2[24]、Al2O3[25,26]和SiO2[27,28]）的复合隔膜。这些材料改善了电解质的润湿性和热稳定性，有效防止了枝晶的渗透，并提高了LMBs的整体循环稳定性。然而，这样的涂层仍然只是被动屏障，无法主动调节锂离子分布或均匀化离子分布，常常导致局部浓度梯度和沉积不均。因此，开发能够调节锂离子传输和缓解浓度极化的功能性隔膜已成为一个有前景的方向。
金属有机框架（MOFs）作为一种有前途的材料，利用其独特的多孔结构、未饱和金属位点和阴离子框架来增强电解质亲和力和锂离子传输[29, [30], [31], [32]]，已成为解决这些挑战的有效途径。值得注意的是，它们在各种MOF改性的隔膜中表现出均匀锂离子分布的能力[33, [34], [35]]，显著提高了锂离子迁移数并降低了迁移能垒，从而促进了均匀的锂沉积。特别是二维（2D）MOFs可以形成明确的纳米流体通道，有利于选择性地传输锂离子同时限制阴离子的运动[36], [37], [38]，为离子调控提供了显著优势，从而均匀化了锂离子分布并促进了均匀沉积。然而，大多数报道的基于MOF的隔膜，包括使用2D MOFs的隔膜，都侧重于对称的隔膜结构或仅依赖孔隙筛选效应。在此基础上，我们之前的研究表明，2D Zn-BDC纳米片中的未饱和金属位点可以固定电解质阴离子，而纳米片周期性排列的表面氧原子（来自Zn-O键）和构建的纳米流体通道协同作用，均匀化了锂离子分布，有效抑制了枝晶生长[35]。尽管它们具有很好的功能性，但一个关键的实际限制是：2D MOFs的合成通常涉及复杂的工艺，难以大规模应用。
作为一种绿色的MOF合成方法，机械化学利用机械能在温和、溶剂减量的条件下驱动反应，具有内在的可扩展性[39], [40], [41]]。然而，与大多数旨在获得块状结晶粉末的研究不同，本研究通过精确控制反应条件实现了超薄2D纳米片形态的方向性合成。这种独特的形态有助于创建亲锂表面。更重要的是，我们的合成条件旨在最大化未饱和钴位点的暴露，这对于实现后续的阴离子固定功能至关重要。
在本研究中，通过无溶剂、常温下的机械化学反应，在短短1小时内合成了超薄Co-BDC纳米片（平均厚度：3.37纳米）。随后，将制备的Co-BDC纳米片通过浸泡过程分散并涂覆在静电纺丝PAN隔膜表面上，得到了Co-BDC@PAN复合隔膜。Co-BDC功能层通过孔隙限制和与PF6?的氢键作用有效捕获电解质阴离子，从而促进了有序的锂离子传输。使用Co-BDC@PAN隔膜的Li/Li对称电池在1 mA cm?2?2?1
