最新AM：5C循环6000次，COF基长寿命大容量锂电正极！

共价有机框架（COFs）较差的电子和离子导电性严重限制了COF基实用可充电池电极的发展。

北京科技大学姜建壮、王康、王海龙等构建了一种具有良好结晶性和丰富氧化还原活性位点的双孔COF–USTB-6，它是通过2,3,8,9,14,15-六(4-醛基苯基)二喹喔啉[2,3-a:2,3-c]酚嗪和2,7-二氨基芘-4,5,9,10-四酮的聚合获得的。

图1. USTB-6的结构表征

石墨烯在复合材料形成过程中发挥异质成核作用，引导碳层上均匀分散的薄COF纳米片的生长，有效地提高了COF基电极的电子导电性。此外，由于USTB-6中氧化还原活性位点的高利用率，石墨烯上的USTB-6纳米片具有相当高的容量。

另外，就长循环期间的高容量而言，突出的LIBs性能是由于COF的高密度氧化还原活性位点、层状纳米结构以及该正极中石墨烯和COF之间的强π-π相互作用的协同作用。

图2. USTB-6@G的电化学性能

因此，这种石墨烯支持的USTB-6纳米片正极用于锂离子电池时，在电流密度为0.2C时表现出285 mA h g^-1的比容量，在10C时仍有188 mAh g^-1的出色的倍率性能。

更重要的是，USTB-6纳米片正极在5C下进行6000次循环循环后，仍保持170 mA h g^-1的容量。总之，这项工作不仅提供了一种具有高理论容量的氧化还原活性的新型结晶COF，而且还为实用的LIBs建立了高性能的有机正极。

图3. 动力学及储锂机制研究

In-situ Growth of Covalent Organic Framework Nanosheets on Graphene as Cathode for Long-life High-capacity Lithium-ion Battery. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202203605