簡介：近日，山東大學前沿交叉科學青島研究院—分子科學與工程研究院吳昊、鄧偉僑教授團隊在鋰離子電池（鋰離子電池失效分析與測試技術交流會?）儲能研究中取得進展，相關成果以“Dual-conductive metal-organic framework@MXene heterogeneity stabilizes lithium-ion storage”為題發(fā)表在國際期刊Journal of Energy Chemistry（化學一區(qū)，IF：13.599）。山東大學為該論文的唯一完成單位，前沿交叉科學青島研究院2019級博士研究生孫蘭菊為第一作者，鄧偉僑教授和吳昊教授為共同通訊作者。
近日，山東大學前沿交叉科學青島研究院—分子科學與工程研究院吳昊、鄧偉僑教授團隊在鋰離子電池（鋰離子電池失效分析與測試技術交流會）儲能研究中取得進展，相關成果以“Dual-conductive metal-organic framework@MXene heterogeneity stabilizes lithium-ion storage”為題發(fā)表在國際期刊Journal of Energy Chemistry（化學一區(qū)，IF：13.599）。山東大學為該論文的唯一完成單位，前沿交叉科學青島研究院2019級博士研究生孫蘭菊為第一作者，鄧偉僑教授和吳昊教授為共同通訊作者。
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https://doi.org/10.1016/j.jechem.2022.09.035
便攜式電子產(chǎn)品和電動汽車的快速發(fā)展對高能量密度鋰離子電池（LIBs）（鋰離子電池失效分析與測試技術交流會）的需求越發(fā)迫切。金屬有機骨架（MOF）材料因其大的比表面積，可調(diào)節(jié)的孔結(jié)構和豐富的氧化還原位點有望作為高能量密度電極材料，受到研究者的廣泛關注。雖然一些MOFs材料表現(xiàn)出較高的本征導電性，但較差的Li吸附能（ΔEa）阻礙了其在LIBs中的應用。因此，設計具有合適能帶和電子結(jié)構的MOFs電極材料并提高其ΔEa對實現(xiàn)高容量和長持久性LIBs至關重要。
該項研究通過制備一種導電的二茂鐵基MOF（NF-MOF）并引入Ti3C2TxMXene優(yōu)化了電子結(jié)構和ΔEa，大大提高了其Li+存儲能力。密度泛函理論（DFT）計算表明，電荷在界面區(qū)從MXene向NF-MOF轉(zhuǎn)移，異質(zhì)界面相互作用增強了ΔEa，從而顯著提高了Li+存儲的能力和穩(wěn)定性。所制備的導電異質(zhì)結(jié)NF-MOF@MXene作為負極表現(xiàn)出高的比容量和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，在5 A g-1循環(huán)5000次后容量保持率為80%，優(yōu)于單組分的MXene和MOF。將該負極與商業(yè)NCM 532正極組成全電池，表現(xiàn)出高的能量密度(611 Wh kg-1)和功率密度(7600 W kg-1)。該工作為設計穩(wěn)定、高容量的LIBs電極材料提供了指導。
上述工作得到山東大學齊魯青年學者項目，山東省自然科學基金，以及國家重點研發(fā)計劃和山東省中央引導地方科技發(fā)展資金項目等的資助。
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