共价有机骨架（COFs）是一种极有前途的锂离子电池电极材料。然而，由于体相生长材料的本征电导率较低，其氧化还原活性中心的利用往往受到限制，导致电化学性能较差。

近日，英国利物浦大学Andrew I. Cooper，Laurence J. Hardwick报道了提出了一种将COF与碳纳米管（CNT）相结合来提高COF基电极储能性能的通用策略。这些COF复合材料具有丰富的氧化还原活性2,7-二氨基-9,10-菲醌（DAPQ）基序，坚固的β-酮烯胺连接基和明确的中孔。

文章要点

1）研究人员是通过原位缩聚法制备出这种复合材料（DAPQ-COFX，X = wt% CNT）。其具有管型核-壳结构，在CNT表面生长有紧密的COF层。

2）实验结果显示，这种协同的结构设计使得复合材料具有卓越的电化学性能：DAPQ-COF50具有95%的氧化还原活性位点利用率，较长的循环稳定性（2000 mA g⁻¹循环3000次后，容量保持率达到76%）和超高倍率性能，在50 A g⁻¹时具有58%的容量保持率。这一倍率相当于DAPQ 11s（320 C）的充电时间，这意味着DAPQ-COF50在高功率电池中具有极佳的应用前景。此外，其倍率性能比所有以前报道的含羰基有机电极都高出一个数量级。事实上，这种功率密度和快速充/放电时间均可与电化学电容器相竞争。

参考文献

Hui Gao, et al, Integrated Covalent Organic Framework/Carbon Nanotube Composite as Li-Ion Positive Electrode with Ultra-High Rate Performance, Adv. Energy Mater. 2021

DOI: 10.1002/aenm.202101880

https://doi.org/10.1002/aenm.202101880