金属有机骨架(MOFs)以其丰富的活性中心、结构的多样性和有序的多孔骨架成为潜在的储能电极材料。
近日,南京大学金钟教授,郑丽敏教授报道了提出了一种簇桥配位的双金属Co4(µ4-O)[Ir(ppy-COO)3]2 MOF(Co4-Ir MOF),具有较高的电导率和良好的孔隙率,是一种很有前途的储锂负极材料。
文章要点
1)Co4-Ir MOF由Ir(ppy-COOH)3桥联的Co4(µ4-O)团簇组成,电导率比传统绝缘MOF高4个数量级,Li+扩散系数比石墨高2个数量级,从而具有显著提高的倍率性能。此外,Co4-Ir MOF的层状堆积结构和有序的多孔骨架保证了Li+的快速传输和存储,而不会有很大的体积变化。
2)实验结果显示,Co4-Ir MOF负极具有1202 mAh g−1的高容量、出色的倍率性能(3000 mA g−1时为515 mAh g−1)和良好的循环稳定性(1000次循环的平均容量衰减率为0.041%)。进一步,基于Co4-Ir MOF正极和LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极组装的软包全电池具有良好的稳定性和柔韧性。此外,将具有快速动力学的Co4-Ir MOF负极应用于混合锂离子电容器,其表现出与电容型正极的良好兼容性。
这项工作突出了合理设计具有独特结构和性能的MOF材料对于可持续储能应用的巨大潜力。
参考文献
Wen Yan, et al, Cluster-Bridging-Coordinated Bimetallic Metal−Organic Framework as High-Performance Anode Material for Lithium-Ion Storage, Small Structures, 2021
DOI: 10.1002/sstr.202100122
https://doi.org/10.1002/sstr.202100122