发布时间：2024-04-09 16:46:17 栏目：精选百科
他们于 3 月 15 日在 Energy Material Advances 上发表了他们的研究成果。
“设计用于碱性离子电池的高导电、高性能材料非常有必要，”论文作者、广东工业大学化学工程与轻工学院副教授徐锡军说。
“近年来，随着电动汽车等大规模动力系统的发展，对二次电池的需求逐渐转向高功率、低成本。此外，随着能源和环境问题的日益关注，绿色能源的探索可再生资源已成为研究热点，其中锂离子电池是目前主流的储能装置，但由于锂资源分布不均且价格昂贵，高性能、高安全碱性电池的研发离子二次电池具有重要的现实意义。”
徐说，共价有机骨架(COF)材料表现出多种优势特性，并表现出优异的电化学性能。其独特的网络框架提供了良好的结构稳定性和出色的循环性能，在电子设备和储能应用中提供了广阔的前景。
“COF 能够预先设计具有精确密度和位置的氧化还原活性位点，这为它们提供了改变电极材料能量密度的灵活性。此外，在 COF 结构中引入有机官能团可促进金属离子的迁移，展示了解决电池中离子传输缓慢问题的潜力。”
“通常，引入具有强吸电子特性的官能团或杂原子是有效减小带隙和增加共轭以增强有机电极材料本征电导率的常用方法。结构设计对于实现高稳定性和高容量是必要的COF材料，值得注意的是，在碱金属离子电池中，较大的离子尺寸意味着离子传输速率较慢，可逆循环时体积变化较大，因此在设计过程中应考虑较大离子尺寸的影响。金属离子电池系统中的COF主要涉及孔结构、化学反应位点和表面官能团的调控，通过合理设计COF的结构和性能，可以构建高性能、稳定、可持续的碱性离子电池系统可以实现。”
“目前，COF电池的发展仍处于早期阶段，面临诸多挑战。例如，大多数COF的合成条件复杂，不适合大规模生产。此外，多晶COF存在各种结构缺陷，徐说：“COF的适应性结构与电池的电化学功能之间的显着相关性是显而易见的。COF在电池中的广泛应用仍在继续，许多领域需要改进。此外，对电化学反应机制的透彻理解对于高性能材料的设计同样至关重要，总的来说，COFs在电池中的应用还需要进一步的研究，未来需要克服上述挑战来增强COFs的电化学性能。对于实际应用也将是有利的。”
其他贡献者包括广东工业大学化学工程与轻工学院的杨涛、吉少民和霍延平;杨艳、刘军，华南理工大学材料科学与工程学院、广东省先进储能材料重点实验室;范伟珍、赵经伟，广州天赐材料科技有限公司研发中心;吴艳学和霍艳萍，广东工业大学分析测试中心。
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