二次电池系统因其在能源存储领域中的关键作用而受到广泛关注[1,2]。在各种二次电池系统中，锂离子电池（LIBs）因自放电率低、循环寿命长和充电速度快而成为主导技术[[3], [4], [5]]。目前商业化的锂镍钴锰氧化物（NCM）和锂铁磷酸盐（LFP）电池技术的质量能量密度分别约为250–290 Wh kg?1和150–210 Wh kg?1[6,7]。美国能源部（DOE）的目标是开发出能量密度可达500 Wh kg?1的下一代锂金属负极电池[[8], [9], [10], [11]]。
为了满足对更高能量密度、功率密度和安全性的需求，固态电池受到了广泛关注。在固态电池中，传统的挥发性液体电解质被固态电解质（SSE）取代，显著提高了系统的安全性。此外，使用SSEs可以实现锂金属作为负极，锂金属具有极高的理论比容量（3860 mAh g?1）和极低的标准氧化还原电位（-3.040 V，相对于标准氢电极）[12]。成功集成锂负极有可能将体积能量密度提高70%[13]。因此，固态电解质在固态LMBs的性能和可行性中起着关键作用。
为了实现高性能的固态锂离子电池用SSEs，关键要求包括高离子导电性（σ）、高锂离子传输数（tLi+）、宽电化学稳定窗口以及优异的界面相容性。SSEs通常分为三类：无机电解质、聚合物电解质和复合电解质。固态无机电解质（SIEs）由氧化物、硫化物和卤化物等结晶无机材料组成[[14], [15], [16], [17]]。固态聚合物电解质（SPEs）以聚合物为主要成分，包括聚环氧乙烷（PEO）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚丙烯腈（PAN）等[[18], [19], [20], [21]]。固态复合电解质（SCEs）是多相、无溶剂的离子导电固体，结合了聚合物和无机成分，以协同增强离子传输、机械强度和界面稳定性[22,23]。尽管在固态无机电解质（SIEs）中实现了室温下的高离子导电性，但其固有的刚性、与电极的界面接触有限以及需要高温烧结（导致加工成本高昂）仍然是实际应用的主要挑战[24,25]。对于SPEs而言，尽管具有优异的柔韧性和弹性、良好的电极界面接触以及易于加工等优点，但其电化学性能仍有限，限制了进一步的应用[[26], [27], [28], [29], [30]]。由于聚合物的特性，室温下的离子导电性、锂离子传输数和电化学稳定窗口通常低于LMBs的要求[[31], [32], [33]]。然而，原位凝胶化/固化提供了一种有前景的解决方案，可以应对这些挑战并促进进一步研究[[34], [35], [36]]。这种策略不仅提供了有利的界面特性和高效率，还实现了优异的电化学性能和广泛的应用潜力。Lu等人使用基于聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA-PEs）的聚合物电解质通过原位固化过程制备了高负载（≥ 3 mAh cm?2
共价有机框架（COFs）是一类通过共价键连接和有机构建块形成的多孔结晶聚合物[37,38]。自2005年首次报道COFs以来，由于其独特的结构和性质，以及其在药物输送、气体捕获、催化和能量存储等领域的广泛应用，相关文献大量涌现[[39], [40], [41], [42], [43], [44], [45]]。特别是COFs一维通道中较低的离子传输障碍，在SSEs的开发中引起了广泛关注。它们的高比表面积和结构可调性使得可以引入丰富的离子跳跃位点，并构建连续、快速的离子传输路径[46,47]。因此，越来越多的基于COFs的电解质（无论是否添加增塑剂）被开发为锂离子导体，以满足高能量密度和安全固态电池的要求（图1）[48,49]。然而，基于COFs的电解质的实际应用仍面临挑战。具体而言，它们在室温下的离子导电性通常较低（σ < 10?3 S cm?1）、锂离子传输数较低（tL?+ < 0.5）以及电化学稳定窗口较窄（< 4.5 V）。此外，之前的综述中尚未充分总结基于COFs的电解质在机械性能和易燃性方面的问题[50]。现有的关于基于COFs的电解质的综述主要讨论了合成方法或分子设计，但没有具体探讨其在LMBs中的独特优势和挑战，如高电压正极兼容性、界面电阻、连接稳定性、阻燃能力和膜制备等。因此，开发有效的策略并全面阐述基于COFs的电解质至关重要[[51], [52], [53]]。
本文旨在深入探讨基于COFs的电解质中的离子传输机制，并解决上述挑战，总结了近期提高其电化学性能、机械强度、阻燃性和减少颗粒间空隙的策略。本文全面概述了基于COFs的电解质设计原理，包括其结构特征、合成方法、功能修饰以及膜制备策略和在LMBs中的应用，为该领域的合理设计和未来发展提供了指导。
