高溫充電電池對于高溫情況下的能量存儲至關重要。由于鉀資源豐富,高溫鉀離子電池引起了越來越多的研究興趣。然而,提高工作溫度會加劇KIB陽極的化學和機械不穩定性,導致容量快速衰減,特別是在追求高容量時。
在這里,暨南大學De-Shan Bin,Dan Li證明了由富氮芳香分子和 CuO4 單元通過 π?d 共軛構建的多孔導電金屬有機框架(MOF)可以提供多個可接近的氧化還原活性位點,并為高效鉀提供強大的結構穩定性。
文章要點
1)即使在 60 °C 下工作,這種 MOF 負極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環性能(1600 次循環后容量保持率為 96.7%),這比報道的高溫負極要好得多KIB 陽極。
2)機理研究表明C=N基團和CuO4單元提供了豐富的氧化還原活性位點; π?d共軛特性和網狀多孔結構的協同作用促進了K+/e?傳輸,并確保了不溶性電極的體積變形小,從而實現了穩定的高容量儲鉀。
參考文獻
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