新型锂离子电池负极材料双金属MOF的研究
来源：维多利亚3308 日期：2019-09-02 09:17 浏览量：次
新型锂离子电池负极材料双金属MOF的研究。在制备新颖结构MOF的同时，MOF作为模板进而合成锂离子电池负极材料是一个富有挑战的研究方向，如何有效合成该类材料并提高其导电性，是其用于锂离子电池负极的关键。该类材料具有高的放电比容量和良好的循环稳定性。
目前商品化锂离子电池依然采用的是天然石墨、人造石墨等碳基负极材料，石墨负极材料具有可逆容量大、结构稳定、导电性好等优点，但是其电位与金属锂电位接近，电池过充可能会在电极表面析出而形成锂枝晶，从而刺穿隔膜引起短路，具有较大安全隐患，在实用中碳材料可逆比容量已经达到350mAh/g，接近理论比容量的372mAh/g。
作为锂电池的主材之一，负极材料的重要性，想必就不需要强调了。负极材料，是锂电池在充电过程中，锂离子和电子的载体，起着能量的储存与释放的作用。在电池成本中，负极材料约占了5%-15%,是锂离子电池的重要原材料之一。
新型锂离子电池负极材料双金属MOF的研究
随着能源问题的日益严重，具有高能量密度、轻量可充电式的锂离子电池越来越广泛地应用于电动汽车以及手提式电动工具中。目前市面上商用的锂离子电池负极材料石墨的理论容量仅有372mAh/g，因此开发新型负极材料对锂离子电池的应用具有十分重要的意义。
金属有机框架(MOFs)因其具有很大的比表面积和可调控的结构单元，目前被广泛应用于能量存储、气体分离、工业催化以及载药系统。
采用了双金属模式合成了新的MOF——ZnCo-ZIF，并将其应用于锂离子电池负极材料中，获得了636mAh/g的容量，比石墨电极提高了1.7倍。在CoZn-ZIF为负极材料的锂离子电池中，实现了636.3mAh/g的二次放电容量；同时，在循环100次之后，电池仍保持了605.8mAh/g的容量，库仑效率接近100%。
研究人员发现，采用共沉淀技术可以有效地将金属阳离子吸附到富有含氧基团的碳纳米管表面，加入有机配体溶液后，配体与碳纳米管表面的金属离子配位形成MOF晶核，晶核生长成为MOF晶体，最终将碳纳米管原位嵌入到MOF中。经过热处理后，可制备出新型结构的多金属氧化物纳米复合材料。
该类纳米复合材料在0.01-3.0V电压范围，以100mAg-1电流密度充放电100次后，比容量稳定在813mAhg-1以上；当充放电流密度为1000mAg-1时，比容量仍高达514mAhg-1，显示出优良的电化学储能特性。
以上就是新型锂离子电池负极材料双金属MOF的研究，纳米多孔金属有机骨架化合物（MOF）具有孔径可调、大比表面积、骨架结构多样性、表面可修饰等优点，被广泛用于吸附和分离、多相催化、金属纳米粒子的载体和模板以及微反应器等方面。
