AEM综述：金属/共价有机骨架基金属离子电池正极材料

Nanoyu

2021-03-20

金属有机骨架（MOFs）和共价有机骨架（COFs）是两类应用广泛的新兴功能材料。两者的优点都包括成分可设计性、结构多样性和高孔隙率，这为开发高性能的金属离子电池电极材料提供了巨大的可能性。尽管目前人们已经报道了大量MOFs/COFs基正极材料。然而，MOFs/COFs及其衍生物作为正极材料仍面临着各种挑战。

近日，南开大学卜显和教授从不同方面综述了用于金属离子电池（包括锂、钠、钾、镁、铝、锌等金属）正极材料的新型MOFs/COFs和MOF衍生物的研究进展。

文章要点

1）作者首先从金属离子和有机基团的角度总结了MOFs和COFs中的金属离子存储活性中心，以及尺寸、大小和电导率对电化学性能的影响。随后总结了MOF衍生正极材料，包括磷酸盐、富镍氧化物和碳基复合材料的研究进展。此外，还概述了一些正极涂层或改性层。

2）作者最后指出设计理想的COFs/MOFs基正极仍然面临着研究和实际应用的关键挑战。并提出了一些其未来几种研究方向和前景。包括：1）新的MOFs/COFs基正极材料的设计应侧重于开发新的金属-有机连接体对或有机基团；2）探索电化学活性材料的微观结构与其性能之间的本质联系；3）开发简单、低价的合成策略对加速MOF/COFs基正极的商业化和产业化具有重要意义；4）MOFs/COFs基正极材料的结构设计，包括多孔结构、配体、晶格、活性中心和导电性等都应该受到更多的关注。

参考文献

Lingjun Kong, et al, Metal/Covalent-Organic Framework Based Cathodes  for Metal-Ion Batteries, Adv. Energy Mater. 2021

DOI: 10.1002/aenm.202100172

https://doi.org/10.1002/aenm.202100172