Adv Mater:MOF玻璃电极实现高性能锂离子电池
纳米技术 纳米 2021-12-31

MOF金属有机框架材料是一种具有前景的高能量阳极材料,因为具有非常高的组分、孔结构、反应位点调控能力,有望应用于下一代Li离子电池。但是在Li离子的插嵌和剥离过程中容易导致MOF材料的孔结构坍塌,因此导致电池的容量衰减。

有鉴于此,奥尔堡大学Yuanzheng Yue、奥尔胡斯大学Dorthe Bomholdt Ravnsbæk、齐鲁工业大学Yanfei Zhang等报道发展了一种新型玻璃态MOF电极,用于锂离子电池。

本文要点:

(1)

将Co-ZIF-62(Co(Im)1.75(bIm)0.25)熔融退火形成玻璃态,随后与炭黑和粘结剂之间结合。得到的阳极构建电池,实现了较高的Li离子存储能力(在2 A g-1进行1000圈循环过程中仍保持306 mAh g-1),性能比晶化态Co-ZIF-62、球磨法制备的无定形态具有更高的活性

(2)

发现Li离子存储能力在工作过程中能够持续的增强,甚至在1000圈循环后容量提高3倍。

通过光谱表征、结构分析、DFT计算模拟,发现这种不常见的伴随着电池循环过程持续增强的容量来自于MOF玻璃态电极中Li离子插嵌和剥离过程中道理畸变现象和局部Co-N配位键断裂,因此导致Li离子插嵌位点更容易接触和反应

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参考文献

Chengwei Gao, Zhenjing Jiang, Shibin Qi, Peixing Wang, Lars Rosgaard Jensen, Morten Johansen, Christian Kolle Christensen, Yanfei Zhang, Dorthe Bomholdt Ravnsbæk, Yuanzheng Yue, Metal‐organic framework glass anode with an exceptional cycling‐induced capacity enhancement for lithium‐ion batteries, Adv. Mater. 2021, 2110048

DOI: 10.1002/adma.202110048

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202110048


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