Aza-COF铵离子电池负极

超 20 000 次循环

采用共价有机框架避免铵离子嵌入引起结构破坏，远超现有负极循环寿命。

Tian, Zhengnan · Kale, Vinayak S. · Thomas, Simil · Kandambeth, Sharath · Nadinov, Issatay U. · Wang, Yizhou · Wahyudi, Wandi · Lei, Yongjiu · Emwas, Abdul-Hamid · Shekhah, Osama · Bakr, Osman M. · Mohammed, Omar F. · Alshareef, Husam N.

Advanced Materials 2024

具体参数

比容量（高倍率）

{'zh': '74', 'en': '74'} mAh g⁻¹

循环寿命（首圈）

{'zh': '20000', 'en': '20000'} cycles

全电池容量保持率

{'zh': '89', 'en': '89'} %

工作电位窗口

{'zh': '-1.0 to‒0.3', 'en': '-1.0 to‒0.3'} V vs. SCE

技术优势

结构不坍塌

Aza-COF的稳定共价有机框架能承受铵离子反复嵌入脱出，避免传统无机材料的结构损伤。

超高倍率容量

即使在10 A g⁻¹高电流密度下，仍可提供约74 mAh g⁻¹的比容量，证明其快速储铵能力。

全电池极稳定

匹配普鲁士蓝正极的全电池在1.0 A g⁻¹下循环20 000次后容量保持率89%，超越所有已知铵离子全电池。

应用场景

• 水系电池：用不可燃水系电解液搭配稳定负极，从根本上消除起火隐患。
• 大规模储能：低成本材料、长循环寿命，满足电网侧对耐久性和经济性的双重需求。
• 可再生能源存储：高倍率响应和长时稳定性匹配风光发电的间歇性，替代铅酸电池。