2500次循环！厦门大学领衔，三单位联合最新AEM！

研究概述

小分子有机材料因其高可逆容量、可设计结构和环境友好性而被广泛用作锂离子电池（LIBs）的负极材料。然而，它们的固有电子导电性差、溶解性强、初始库仑效率低。最近，金属有机框架（MOFs）在金属离子电池中的应用得到了证实，其循环稳定性和倍率性能均优于一些小分子有机材料。

基于此，厦门大学张力教授、韩国高等科学技术学院Liang liang Xu、重庆理工大学胡学步教授/胡忠利在国际顶级期刊Advanced Energy Materials发表题为《Co-Based Metal–Organic Frameworks With Dual Redox Active Centers for Lithium-Ion Batteries With High Capacity and Excellent Rate Capability》的研究论文。

在此，研究人员首次报道了以硝酸钴（II）为金属源，以有机小分子（2,2-联吡啶-4,4-二羧酸，BPDCA）为配体，合理设计与合成了一种新型钴基MOF（CoBPDCA），具有优异的化学稳定性和电子导电性。

最重要的是，CoBPDCA 电极在0.05 C（1 C = 1000 mA g-1）条件下具有 1112.9 mAh g-1 的高可逆容量和出色的高倍率耐久性（10 C 条件下循环 2500 次后为 166.3 mAh g-1）。通过一系列光谱和形态表征以及密度泛函理论（DFT）计算，研究人员发现这些电化学性能得益于钴阳离子和 BPDCA 配体（—C=N和—C=O）的双活性氧化还原中心以及优异的电子导电性。这项工作可能为LIBs中其他MOFs的开发提供新策略和更深入的理解。

图文解读

图1：CoBPDCA合成过程及微观结构表征

图2：CoBPDCA电极的电化学性能测试

图3：CoBPDCA电极在充放电过程中的结构变化分析

文献信息

Co-Based Metal–Organic Frameworks With Dual Redox Active Centers for Lithium-Ion Batteries With High Capacity and Excellent Rate Capability, Advanced Energy Materials, 2024. https://doi.org/10.1002/aenm.202402489