在一个 2D 导电金属有机框架中将氧活性六三甲乙烯纳入,用于强大的离子电池
Hyuk-Jun Noh1, Huilin Qing1,2, Peiyu Wang2
1Department of Chemistry, Dartmouth College, Burke Laboratory, Hanover, New Hampshire, 03755, USA.
使用HATN-O-Zn的新型二维导电金属有机框架 (cMOF) 对离子电池 (SIB) 显示出前景. 这种材料具有高容量,优异的循环稳定性和在低温下的性能,推进了耐用的SIB阳极设计.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 两维导电金属有机框架 (cMOF) 是离子电池 (SIB) 的阳极材料.
- 在创建具有多个氧化还原活性位点的cMOF方面存在挑战,以提高性能.
- 现有的cMOF往往缺乏有效储存所需的稳定性和导电性.
研究的目的:
- 为了合成和描述一种基于六三乙烯 (HATN) 的新型二维cMOF,HATN-O-Zn.
- 为了评估HATN-O-Zn作为SIBs的阳极材料的电化学性能.
- 调查对材料稳定性和性能有助于结构和电子性能.
主要方法:
- 使用Zn2+和bis ((二氧化) 链接组装二维cMOF的协调化学.
- 电化学测试,包括对SIB阳极性能进行静电循环和速率能力测量.
- 谱学和理论分析以了解氧化还原机制和结构完整性.
主要成果:
- HATN-O-Zn 呈现出具有高电导率的六角棒状晶体结构.
- 该材料提供了高可逆容量 (319 mAh g-1 在0.1 A g-1) 和特殊的循环稳定性 (86 mAh g-1 在5000个循环后在1 A g-1).
- 在-20°C下观察到显著的性能,初始容量为117mAhg-1和200个循环后84.4%的保留率,归因于由氧化还原无活性Zn2+提供的坚固结构.
结论:
- 开发的HATN-O-Zn cMOF显示出作为SIB的耐用阳极材料的巨大潜力.
- 氧化还原活性HATN部分和氧化还原活性Zn节点的组合为设计高性能2DcMOF提供了可行的策略.
- 这项工作为先进的储能解决方案铺平了道路,利用定制的金属有机框架结构.
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