高温充电电池对于高温情况下的能量存储至关重要。由于钾资源丰富,高温钾离子电池引起了越来越多的研究兴趣。然而,提高工作温度会加剧KIB阳极的化学和机械不稳定性,导致容量快速衰减,特别是在追求高容量时。
在这里,暨南大学De-Shan Bin,Dan Li证明了由富氮芳香分子和 CuO4 单元通过 π−d 共轭构建的多孔导电金属有机框架(MOF)可以提供多个可接近的氧化还原活性位点,并为高效钾提供强大的结构稳定性。
文章要点
1)即使在 60 °C 下工作,这种 MOF 负极也能提供高初始容量(455 mAh g−1 )、令人印象深刻的倍率和非凡的循环性能(1600 次循环后容量保持率为 96.7%),这比报道的高温负极要好得多KIB 阳极。
2)机理研究表明C=N基团和CuO4单元提供了丰富的氧化还原活性位点; π−d共轭特性和网状多孔结构的协同作用促进了K+/e−传输,并确保了不溶性电极的体积变形小,从而实现了稳定的高容量储钾。
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Menghua Yang, et al, Conductive Metal−Organic Framework with Superior Redox Activity as a Stable High-Capacity Anode for High-Temperature K‑Ion Batteries, J. Am. Chem. Soc., 2024
https://doi.org/10.1021/jacs.3c13113