ACS Nano：金属有机骨架纳米晶与石墨烯的界面工程助力超高钾离子存储性能

Nanoyu

2020-07-18

钾离子电池（PIB）被认为是一种很有前途的低成本高能电池，但目前用于PIB的电极材料容量较低，循环性能较差。

近日，西湖大学徐宇曦研究员，同济大学王颖教授报道了一种有效的界面工程策略，通过强的化学相互作用，制备被还原的氧化石墨烯（rGO）紧密包裹的金属有机骨架（MOF）纳米晶，作为PIB的独立负极。

文章要点

1）在实验分析和理论计算的基础上，研究人员系统地研究了MOF纳米晶与导电rGO之间的化学键合界面的作用，发现与微观形貌几乎相同的MOF和rGO的物理混合物相比，强化学界面能显著提高钾离子在MOF纳米晶中的吸附能和离子迁移动力学。

2）结果表明，具有强界面化学偶联性的MOF-rGO杂化电极在0.1 A g^-1下具有422 mAh g^-1的超高可逆容量，在5 A g^-1下具有优异的倍率性能（202 mAh g^-1），并且具有优异的长期循环性能（在2 A g^-1下，2000次循环后的超低衰减率为0.013），不仅明显优于MOF/rGO的物理混合物，而且是已报道的聚异丁烯负极中最好的负极之一。

这项工作不仅展示了MOF在电化学储能系统中的巨大潜力，而且为优化/最大化电极的电化学性能提供了一种简单而通用的界面工程策略。

Peitao Xiao, et al, Interface  Engineering  between  Metal-Organic Framework Nanocrystal and Graphene toward Ultrahigh Potassium-Ion Storage Performance, ACS Nano, 2020

DOI: 10.1021/acsnano.0c03488

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c03488