铝离子电池正极材料中有限的活性位点严重限制了大尺寸的Al³⁺在正极材料晶格中的高效存储，进而使得铝离子电池的可逆比容量严重受限。近日，北京科技大学焦树强与王伟等充分利用金属有机框架材料(MOF)中的多活性位点实现了相反电荷载流子（AlCl₂⁺阳离子与AlCl₄^-阴离子）的可逆存储，从而实现了具有超高容量的Al-MOF电池。

本文要点

1） 文章报道的Al-MOF电池以金属Al作为负极，以二维Cu基MOF材料作为正极，采用AlCl₃/[EMIm]Cl 离子液体体系作为电解质。二维Cu基MOF正极材料中的双极性配体能够实现AlCl₂⁺阳离子与AlCl₄^-阴离子在充放电过程中的可逆存储，因此其容量相比单一活性位点的铝离子电池正极材料提升了一倍。此外， AlCl₂⁺阳离子还可以在Cu位点上进行吸脱附，这进一步提高了电池的容量。

2） 优化后的Al-MOF电池在50mA/g的电流密度下能够实现高达184mAh/g的超高比容量和高达177Wh/kg的能量密度。由于刚性扩展的MOF结构能顾解决传统小分子有机正极材料高溶解性和低稳定性的问题，因此该Al-MOF电池能够在1000周的电化学充放电过程中那个保持可逆容量的稳定。

3） 研究人员利用理论计算和实验结果证明在Al-MOF电池的充放电过程中存在着6个电子的转移过程。整个充电或者放电过程共分为3步，其中每一个步骤都涉及两电子转移。

参考文献

YuXI Guo et al, Alternate Storage of Opposite Charges in Multisites for High-Energy-Density Al–MOF Batteries, Advanced Materials, 2022

DOI: 10.1002/adma.202110109

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202110109