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​港城大Angew:COFs用于高容量、高倍率和超稳定钠离子电池

顶刊收割机  · 公众号  ·  · 2025-01-05 08:18

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由于钠资源丰富且成本低廉,钠离子电池(SIBs)是大规模储能的有希望候选者。钠离子电池( SIBs )由于Na + 半径大,动力学缓慢,体积变化大,比容量有限。然而,这些问题均可以通过使用共价有机框架( COFs )作为电极来解决。
在此, 香港城市大学张其春团队 设计并合成了一种含氮杂环丁烯三酮的COF (记为CityU-33)并将其作为钠离子电池的电极材料。研究显示,由于其固有的丰富的氧化还原活性位点和快速的插层动力学,CityU-33在0.1 A g -1 下具有410.4 m Ah g -1 的高放电容量,并表现出优异的循环稳定性。在0.2 A g -1 下的放电容量为313 m Ah g -1 ,在1700 次循环后容量保持率约为100 %。
图1. CityU-33的设计流程
总之,该工作设计并合成了COF (CityU-33) 并用作 SIB 中的负极。研究显示,CityU-33在SIB中表现出优异的性能,由于其框架中存在多个可到达的C=O、C=N和C=C氧化还原活性位点,其在0.1 A g -1 下具有410.4 mAh g -1 的高放电容量。
此外,由于CityU-33的高度有序结构和均匀的纳米通道,Na//CityU-33电池表现出良好的倍率性能和长循环性能。因此,该项工作提供了一种提高Na + 存储容量的新策略。
图2. 电池性能
Multiple Redox-Active Centers in An Azatriangulenetrione-Based Covalent Organic Framework for High-Capacity, High-Rate and Ultra-Stable Sodium-Ion Batteries, Angewandte Chemie International Edition 2024 DOI: 10.1002/anie.202417779






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