MOF衍生多孔碳材料的制备以及在LIBs负极中的应用*
2021-11-13郑建勇任瑞鹏吕永康
功能材料 2021年10期
关键词:结构
顾 涛,任 晶,郑建勇,任瑞鹏,吕永康
(1. 太原理工大学 煤科学与技术教育部和山西省重点实验室,太原 030024;2. 太原重工股份有限公司焦化设备分公司, 太原 030024)
0 引 言
当下社会进程加快,快速的经济增长导致全球能源需求增加,而化石燃料的过度使用加剧了全球能源危机和严重的环境污染。因此,开发可再生能源和可持续能源存储与转换设备迫在眉睫。锂离子电池(LIBs)作为一种能源存储与转换系统已经广泛应用于我们的日常生活当中,如便携式电子设备,电动车以及国家电网等。然而,随着市场的迫切需求,商业化锂离子电池难以满足社会的需要。因此,开发新一代具有高能量密度的可充电电池成为目前研究的重点。
碳材料因其比表面积大,高导电率和出色的热稳定性和化学稳定性而被广泛用作储能材料。然而传统的高温分解,往往会严重影响其形貌结构,减小比表面积,孔径分布不均,尺寸难以控制,严重阻碍了其作为LIBs负极的开发和其反应机理的探索。MOF作为一种多孔的无机有机杂化材料,具有较高的比表面积和孔隙率、较好的热稳定性、可控的晶体结构和可调节孔径的晶态多孔网络材料,可通过调节金属离子和有机配体来调控其晶体形貌和孔道。得益于这些优势使得MOF成为制备多孔碳材料(NPC)的前体或者模板。此外,通过对衍生过程条件的控制,可以有效的保留MOF前体的多孔结构并且能够拥有较大的比表面积和孔隙率,且具有更好的导电性和稳定性[1]。……
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