吡嗪苯胺COF负极

酸碱通用长循环

同时适用于酸性（1 M H₂SO₄）和碱性（1 M NaOH）水系电池，依靠氢键网络实现H⁺/OH⁻快速传输，突破了传统负极材料不耐酸碱的局限。

Yixun, Lin · Cui, Huilin · 刘超 · Li, Ran · Wang, Shipeng · Zhiquan, Wei · Tang, Zijie · 李洪飞 · 张海燕 · 支春义 · Lv, Haiming

Angewandte Chemie - International Edition 2023

参数信息

比容量（酸性电解液）

66.6 mAh g⁻¹

循环寿命（酸性电解液）

40000 cycles

比容量（碱性电解液）

91.7 mAh g⁻¹

循环寿命（碱性电解液）

30000 cycles

技术优势

酸碱通用

得益于共价键连接和-NH-与水分子间的氢键网络，HPP-COF在酸性和碱性电解液中都能稳定循环，无需更换电极材料。

离子传输快

氢键网络通过Grotthuss机制促进H+/OH-的快速传输，使电极在高倍率下仍能发挥容量。

高倍率长循环

酸性电解液中30 A g-1下循环40000次仍有容量，碱性电解液中30 A g-1下循环30000次以上，满足大规模储能的寿命需求。

应用场景

• 水系电池：一种电极即可用于酸性和碱性水系电池，简化电池设计并提高环境适应性。
• 锂电池负极材料：用作水系锂离子电池负极，避免传统材料在酸性电解液中的腐蚀问题。
• 钠电池负极材料：用作水系钠离子电池负极，发挥高倍率长循环性能。
• 燃料电池：快速传输H+/OH-的特性使其具备在燃料电池中应用的潜力。
• 大规模储能：数万次循环寿命和酸碱兼容性适合大规模储能系统。