碳基材料价格上有优势，而且有较高的安全性，在K离子电池中作为阳极材料展示了较高的前景，但是因为K⁺反应动力学较弱，目前获得长寿命、高倍率性能的碳基材料仍然非常困难，中国科学技术大学陈乾旺等通过MOF衍生得到一种新颖结构的N掺杂碳结构（N掺杂多孔碳，N掺杂量达到13.57 %，以吡咯、吡啶型N结构存在），用于K离子电池的阳极材料，展现了优异的倍率性能、循环性能。

本文要点：

（1）

在室温中通过含氮量较高的配体合成了Zn(C₂H₂N₃)₂ (MET-6)，随后在Ar气氛高温条件中进行碳化，随后用3M HCl除去Zn纳米粒子。

（2）

在100 mA g^-1的电流密度中100次循环后仍保持327 mAh g^-1的可循环容量，在10 A g^-1、20 A g^-1中分别实现了144 mAh g^-1、105 mAh g^-1。在1 A g^-1中经过2000次循环后保持了258.9 mAh g^-1。密度泛函理论计算结果显示，吡咯、吡啶型N掺杂有助于改善K离子的吸附，改善了电池的比容量。

参考文献

Huigang Tong, Changlai Wang, Jian Lu, Shi Chen, Kang Yang, Minxue Huang, Qing Yuan, Qianwang Chen*

Energetic Metal–Organic Frameworks Derived Highly Nitrogen‐Doped Porous Carbon for Superior Potassium Storage, Small 2020

DOI: 10.1002/smll.202002771

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202002771