共价有机框架镁离子宿主

赝电容主导，高倍率长循环

首次将共价有机框架用作水系镁离子电池宿主材料，利用表面赝电容行为克服镁离子固态扩散缓慢的问题。

邹国栋 · Tian, Zhengnan · Kale, Vinayak S. · Wang, Wenxi · Sharath, Kandembeth · Cao, Zhen · Guo, Jing · Czaban-Jóźwiak, Justyna · Cavallo, Luigi · Shekhah, Osama · Eddaoudi, M. · Alshareef, Husam N.

Advanced Energy Materials 2023

技术优势

不用等待离子慢扩散

COF的开放孔道和表面赝电容行为使Mg²⁺的存储摆脱了固态扩散控制，从而在高电流密度下仍能保持高容量。

循环很耐用

赝电容储荷机制不仅加快动力学，还减少了结构破坏，使电极能够长时间稳定循环。

COF也能储镁了

首次证明COF可作为水系Mg²⁺电池的宿主材料，为这类框架材料开辟了新的应用方向。

应用场景

• 水系镁离子电池：用COF替代传统无机正极，突破Mg²⁺扩散慢的瓶颈，实现高倍率长循环。
• 高倍率储能：赝电容主导的机制使电极在极高电流密度下仍能快速充放电。
• 框架材料储能：首次将COF用作储能电极，证明其开放骨架可高效储镁。
• 赝电容电极：利用COF中氮氧位点的赝电容反应取代扩散控制，实现快速且稳定的储镁。