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基于共价有机框架材料的多尺度灵活调控钾离子电池碳电极材料
发布时间:2020-08-28     作者:harry   分享到:

因此地壳中钾的分子量较高或是成本预算低等胜机,这段时间,钾化合物微型蓄电池(potassium ion  batteries, PIBs)在储能领域受到科研人员广泛的关注。目前不同种类的碳材料被用在钾离子电池的电极材料中,但由于钾离子体积较大,在充放电过程中造成电极材料的体积膨胀,从而影响其循环稳定性。为了提升钾离子电池性能,需要在同时在多个尺度调控碳电极材料:包括原子级别均匀掺杂,纳米尺度调控碳层间距以及介观多孔结构。


近日,上海大学王勇教授和东华大学李小鹏研究员合作,报道了以COFs材料为基础,在多尺度条件下构筑高性能钾离子电池材料。在制法时候中,以共价无机方框用料(TPB-DMTP-COF)用料为媒介,再生利用其多孔化学性质,在孔中装六氟磷酸铵(AHF),实施炭化制法出工业用料(AHF@COF1000) (图1)。AHF@COF1000有特别高的比的表面积(1017m2/g),丰厚的孔道组成部分(孔容为1.02cm3/g),、较高的杂氧原子含氧量(5.83%)。更是为本要的是,在炭化阶段中,AHF的拆分诱发碳层差距的新增(0.40 nm)更利于钾铁离子的充释放。

无机化学反应耐腐蚀性测试方法显示,相对于会直接增碳的COF材料(COF1000),AHF@COF1000兼具更高的的余量和倍数耐腐蚀性,与比较好的循环系统平衡性。在以100 mA g-1标准下充充放电300圈之后,其可逆容量为350 mAh g-1。在以1000 mA g-1高瞬时电流條件下充电池充电2000圈之后,其可逆容量为179 mAh g-1,高过大地方已新闻稿件的杂水分子夹杂的碳电级涂料。这样一来的运转为来源于COFs材料开发的主客体化学提供了新的思路。

各种相关办公提出在Small Methods (DOI: 10.1002/smtd.202000159)上。本文的**作者是中科院上海高等研究员徐庆博士。该项研究工作得到了上海市浦江人才计划,国家自然科学基金,东华大学励志计划的支持。