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原位合成 HA 显著提高 Mn-MOF 负极材料的电化学性能
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2025-01-27 , DOI: 10.1016/j.cej.2025.160004
Zhi Chen , Yingnan Hua , Bing Chen , Jiwen Feng , Gang Liu , Bin Jiang
MOF(金属-有机框架)具有较大的比表面积、丰富的活性位点和可调的孔结构,使其成为极具吸引力的锂离子电池负极材料。然而,其不足的导电性和倍率性能极大地阻碍了 MOF 在储能领域的进一步应用。在这项研究中,我们提出了一种具有多层纳米片结构的稳健的 Mn-MOF/HA(腐植酸)复合负极材料,该材料是通过在一般水热反应中将 HA 与 Mn-MOF 原位复合合成合成的。水热反应得到的 Mn-MOF 表现出较差的电化学稳定性和低电导率。HA 的掺入显著提高了材料的电化学稳定性,提高了电导率和锂离子电导率,并通过合理调整 HA 的进料比调节了微观结构以形成超薄多层纳米片。所得的 HA20-Mn-MOF(HA 进料比为 20%)在循环稳定性和倍率性能方面表现出显着改善,在 100 次循环后,在 0.1 A/g 下具有 1318.7mAh/g 的可逆比容量,即使在 1 A/g 下循环 1000 次后,容量也高达 657.0mAh/g。在循环过程中观察到 HA20-Mn-MOF 的非凡 V 形容量反转。非原位 EPR(电子顺磁共振)研究表明,这种容量增长与循环过程中活性锰的再氧化有关,其中发现 EPR 光谱中的比容量与 Mn2+ 信号强度之间存在显着相关性。 这些结果表明,在 MOFs 基电极材料在储能领域中,原位合成 HA 可以成为调节 MOF 形态和实现 MOF 基电极材料优化电化学性能的一种经济高效的策略。

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