锂（Li）金属被认为是高能锂电池最引人注目的负极材料，然而由于无法控制与避免锂枝晶生长以及在镀锂和剥离过程中体积的剧烈变化，因此严重阻碍了锂金属负极材料的应用。3D碳结构与杂原子之间的协同结合，可以有效解决与锂枝晶形成和体积变化相关的问题，将成为设计高容量，稳定的锂存储基质材料的有前途的策略。基于此，庆熙大学Min-Sik Park，伍伦贡大学Jung Ho Kim以及韩国朝鲜大学Jong-Won Lee等人提出了一种由金属-有机骨架（MOF）衍生的多孔碳骨架（PCF）作为双相锂储存材料，该材料可以通过锂化和金属化过程实现高效可逆的锂储存。

文章要点：

1) 通过理论和实验研究证明了基于MOF的PCF材料的可逆双相锂储存行为。

2) 对PCF的无定形碳结构进行电化学锂化处理，直到电压相对于Li/Li⁺达到0 V，再通过相对于Li/Li⁺低于0 V的PCF的内部纳米孔中引发锂的金属化，可提供额外的容量。

3) 得益于金属化反应在多孔结构中的受限，因此PCF负极在长期循环（> 350次循环）中不会出现较大的体积变化和明显的锂枝晶生长。

总之，该研究为开发可充电锂电池的高容量负极材料提供了一种实用的解决方案。此外，还可以通过微结构工程对双相锂存储负极材料的电化学性能进行定制，使其适用于配置有锂金属负极的各种电池。

Kim, J., et al., Functionality of Dual‐Phase Lithium Storage in a Porous Carbon Host for Lithium‐Metal Anode. Adv. Funct. Mater. , 2020

DOI: 10.1002/adfm.201910538

https://doi.org/10.1002/adfm.201910538