论文部分内容阅读
金属有机框架(MOFs)作为一类有机-无机多孔材料,是由金属阳离子和有机配体之间通过强的化学键形成。MOFs材料不仅直接可以作为正极材料、负极材料及电解质用于锂离子电池中,还可以在高温惰性条件下碳化作为自我牺牲模板提供形貌和导电性好的多孔碳材料。这种MOF碳可以直接作为电极材料也可以作为碳包覆层去修饰其他材料。主要内容如下:一、我们用一种简单绿色的方法,将MOFs材料碳化用以提高Si O负极材料在锂离子电池中的电化学性能,通过XRD、SEM、TEM和EDS测试分析结果表明这种复合材料是由ZIF(Zn,Co)碳均匀包覆在Si O颗粒组成的。Si O@C复合材料具有较好的循环性,循环500次之后容量保持率为46.8%。而且,Si O@C复合材料也具有较优越的倍率性能:在电流密度为2 A g-1下循环,Si O@C复合材料容量仍有~171 m Ah g-1,而同样的电流密度下球磨Si O的容量只有87 m Ah g-1。当电流密度恢复到100 m A g-1,Si O@C复合材料为~460 m Ah g-1,并且接下来容量保持很稳定。与机械球磨的Si O相比,Si O@C复合材料性能明显增强,循环稳定性和倍率性能更加优异。Si O@C复合材料性能提高归功于包覆的碳层,不仅能够增加导电性还能够缓解充放电过程中的体积膨胀。二、我们用溶剂热法合成[Cu2(BIP-Tn C)(DMA)2]n(MOF)作为锂离子电池负极材料,研究其电化学性能。与有机配体相比,MOF显示出优异的电化学性能。在500次循环电流密度为100 m A g-1的情况下,剩余容量达到400m Ah g-1,比相同条件下有机配体容量高出4倍,并具有优异的倍率性能。通过MOF和有机配体的电化学阻抗图(EIS),我们可以发现MOF材料的阻抗更小,是由于MOF中的Cu金属可以显著提高材料的导电性。