陈人杰/黄永鑫AEM：Co-MOF作为异质结构的优异应力缓冲结构

具有界面效应的异质结构在改善电极材料的电化学动力学方面表现出巨大的潜力。然而，异质结构的应用受到了复杂的合成参数和众多单一成分的阻碍。

图1 NSM复合材料的合成路线示意图

北京理工大学陈人杰、黄永鑫等从一个新的角度提出了NiS/SnO₂/MOF(NSM)异质复合材料作为锂离子电池高性能电极的多模板合成策略，即利用多孔金属有机框架材料（MOFs）来制备更多的异质结构和丰富的功能团。MOFs的有机配体可以与NiS的Ni²⁺和SnO₂的Sn⁴⁺相互作用。

同时，MOFs中的三维通道可以通过协同作用实现不同成分的电子定位，以及减轻锂化/去锂化过程中的体积变化。

此外，碳纳米管（CNTs）被引入NSM样品以提高NSM@CNTs复合材料的电子传导性。

从实验到理论计算的系统研究表明，CNTs的加入促进了电子传导性的提高，NiS、SnO₂和MOFs之间异质结的形成增强了电化学反应活性，而MOFs的多孔性减轻了锂化/脱锂时的体积变化，从而获得了良好的储锂性能。

图2 动力学研究

受益于结构和组成上的优势，新型的NSM电极实现了卓越的电化学性能，具有优异的比容量、出色的倍率能力和超长的循环性。由于有机成分和金属有机框架（MOFs）的多孔特性之间的兼容性，NSM电极与基于PEO的固态电解质表现出更大的界面兼容性。

这项工作不仅描述了异质结构高性能电极材料的缜密协议，而且为加强固态电池界面之间的连接提供了新的见解。

图3 循环和倍率性能

Co-MOF as Stress-Buffered Architecture: An Engineering for Improving the Performance of NiS/SnO2 Heterojunction in Lithium Storage. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202300413