Angew：设计COF结构实现酸/碱性兼容溶液电池的电极

纳米技术

2023-01-27

溶液可充电电池在大规模电网能量存储领域具有应用前景，但是传统的电极材料通常难以同时容忍酸性/碱性环境。

有鉴于此，香港城市大学支春义、广东工业大学张海燕、松山湖材料实验室Haiming Lv等报道一种COF材料，HPP-COF，这种COF通过吡嗪（C=N）和苯亚胺（-NH-）结构，在酸性/碱性环境都具有长循环寿命和倍率工作性能。

本文要点

（1）

由于-NH-和水之间的氢键网络，改善HPP-COF的酸性/碱性容忍性。而且通过Grotthuss机理，这种氢键网络能够保证H⁺/OH^-实现快速传输。因此HPP-COF展示优异的容量和循环稳定性（66.6 mAh g^-1@ 30 A g^-1, 1 M H2SO4电解液以100 A g^-1能够稳定40000圈循环; 91.7 mAh g⁻¹@ 100 A g^-1，1 M NaOH电解液能够以30 A g^-1稳定30000圈）。

（2）

这项工作为COF材料结构设计用于酸性/碱性电池材料提供经验。

参考文献

Yilun Lin, Huilin Cui, Chao Liu, Ran Li, Shipeng Wang, Guangmeng Qu, Zhiquan Wei, Yihan Yang, Yaxin Wang, Zijie Tang, Hongfei Li, Haiyan Zhang, Chunyi Zhi, Haiming Lv, A Covalent Organic Framework as a Long-life and High-Rate Anode Suitable for Both Aqueous Acidic and Alkaline Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2023

DOI: 10.1002/anie.202218745

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202218745