金属有机骨架(MOF)配体和配位环境的调控一直是提高锂离子电池(LIBS)负极性能的有效途径,也是相对未被探索的途径。
近日,南京大学左景林教授,Cheng-Hui Li,Jian Su合成了三个MOF,即M4(o-TTFOB)(bpm)2(H2O)2(其中M是Mn、Zn和Cd;oH8TTFOB是邻四硫富瓦烯八苯甲酸酯;bPm是2,2‘-联嘧啶),这是基于一个新的配体o-H8TTFOB和两个相邻的羧酸盐在一个苯基上,这能够建立金属配位对这些MOF作为LIBs负极材料性能的影响。
文章要点
1)在200 mA g−1下,具有两个非配位氧原子的Mn-o-TTFOB和Zn-o-TTFOB在200 mA g−1下表现出较高的可逆比容量,分别为1249 mAh g−1和1288 mAh g−1。而Cd-o-TTFOB由于没有未配位的氧原子,在相同条件下的可逆容量为448mAhg−1。
2)研究人员通过晶体结构分析、半电池构型的循环伏安测量和密度泛函理论计算,解释了锂的储存机理、扩散动力学和结构函数关系。
本研究证明了具有高可设计性的MOF在制作LIBs方面的优势。
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Zhi-Mei Yang, et al, Coordination-Modulated Metal Tetrathiafulvalene Octacarboxylate Frameworks for High-Performance Lithium-Ion Battery Anodes, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202304183
DOI: 10.1002/anie.202304183
https://doi.org/10.1002/anie.202304183