间层联共价有机框架具有高速率和超长稳定性,可作为离子电池的正极材料
Derong Luo1, Feng Liu1, Hai Xu1
1Jiangsu Key Laboratory of Electrochemical Energy Storage Technologies, College of Materials Science and Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing, 210016, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|November 14, 2025
概括
这项研究引入了一种新型的键共价有机框架 (COF) 用于离子电池 (LIB). 新材料表现出卓越的长期稳定性和作为阴极的性能,为先进的电池技术铺平了道路.
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:
- 共价有机框架 (COF) 正在成为离子电池 (LIB) 的先进有机电极材料.
- 非共价键对COF结构和电化学性能的影响仍未得到充分研究.
- 开发稳定且高性能的基于COF的阴极对于下一代LIB至关重要.
研究的目的:
- 设计和合成一种新的结COF (BTH-NT COF) 用于LIB阴极.
- 为了研究层间键 (N─H··OC) 对COF结构和电化学特性的影响.
- 通过碳纳米管 (CNT) 结合,提高COF的导电性和活性位点利用率.
主要方法:
- 聚胺BTH-NT COF的合成与设计的介层键.
- 使用可变温度红外光谱 (VT-IR) 和密度函数理论 (DFT) 计算,确认存在键.
- 在COF结构中将单壁碳纳米管 (CNT) 嵌入到现场.
主要成果:
- BTH-NT COF 具有超高的湿透性和稳定性,这是由于层间的结合造成的.
- BTH-NT COF@CNT50表现出极好的速率能力和周期稳定性,在27000个周期后在10 A g-1.1下保持95.6%的容量.
- 该材料可以加工成无粘合剂,自承载和干燥工艺电极用于LIB阴极.
结论:
- 层间结是提高LIB应用中COF特性的一个关键策略.
- BTH-NT COF@CNT50 材料为先进的离子电池提供了一个有希望的长周期电极.
- 开发的COF材料显示了灵活和可持续的电池设计的潜力.


