中工/延世大学AFM：可容纳30个锂离子的COF实现超长循环锂离子电池

共价有机骨架（COFs）由于其结构多样性、有序多孔结构和化学稳定性，作为先进储能材料简便且通用的设计平台引起了相当多的关注。

中原工学院米立伟、韩国延世大学Zhongping Li、Sang-Young Lee等合成了一种可容纳30个锂离子的氧化还原活性COF（TP-OH-COF），其有望用作超长循环高容量锂离子电池电极材料。

图1 TP-OH-COF的合成及表征

TP-OH-COF是在溶剂热条件下使用三甲酰间苯三酚和2,5-二氨基氢醌二盐酸盐合成的。TP-OH-COF通过交替束缚孔壁上的氧化还原活性羟基和羰基位点来容纳30个锂离子，显著高于先前报道的基于COF的电极材料。

此外，TP-OH-COF 独特的多孔结构提供了一条短而直接的锂离子扩散途径，因此，使锂离子能够轻松地进入具有氧化还原活性的羟基和羰基位点。

图2 TP-OH-COF负极的电化学表征

由于这种独特的化学/结构特征，TP-OH-COF在5.0 A g^-1的快速电流密度下表现出764.1 mAh g^-1的高比容量，经过8000 次循环后容量保持率为63%。

该研究中报道的TP-OH-COF将为COF设计开辟新的策略，并最终加速基于COF的电极材料的实际应用，以替代当前最先进的无机材料对应物。

图3 TP-OH-COF负极在不同锂化状态下的表征

30 Li+-Accommodating Covalent Organic Frameworks as Ultralong Cyclable High-Capacity Li-Ion Battery Electrodes. Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202108798

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中工/延世大学AFM：可容纳30个锂离子的COF实现超长循环锂离子电池

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