
COFs具有明确的晶体结构,可以在分子水平上揭示金属离子在通道中的传导机制。虽然COFs电极材料因其固有的优势在金属离子电池中显示出了巨大的潜力,但高性能金属离子电池的有机研究仍处于起步阶段。为了使COFs更好地服务于金属离子电池,总结了提高电化学性能的几种典型常用方法: 1. 增大共轭元尺寸可提高COFs电极中间体的稳定性。COFs中有序的π-π共轭结构为有效的电子传递提供了途径,规则的孔隙排列为增强离子扩散提供了途径;2. 增加氧化还原活性位点的数量和利用率可以提高COFs的容量。通过适当增大COFs通道直径大小,可以提高离子迁移效率,暴露出更多活性位点,从而提高电池的理论容量和长期循环稳定性;3.电极材料导电性差会影响电极内部的电子传递,从而降低电池的倍率性能和可逆容量。通过引入导电元素骨架,如噻吩、吡咯等基团或将其他碳材料作为载体与COFs复合,可以提高电导率;4. 通过理论计算,加快构建单元的选择,降低试错成本。理论模拟可用于预测和确定COFs的活性位点,并了解充放电机制中的自由基转变。COFs电极材料在金属离子电池中具有很大的发展空间,在不久的将来大规模储能应用中具有广阔的应用前景。
Zhiqiang Wang, Dr. Jing Hu, Prof. Zhouguang Lu
Batteries&Supercaps
DOI: 10.1002/batt.202200545







