一种具有高容量和高倍率性能的Co-Ni金属有机框架作为锂离子电池的负极材料

摘要

金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)以其高孔隙率和高比表面积被广泛用于锂离子电池的负极材料。近年来,许多具有优异性能的锂离子电池负极材料被报道,但其高容量的来源尚不完全清楚。该研究通过常规溶剂热法合成了双金属CoNi-MOFs,其具有层状结构。结果显示,CoNi-MOFs在500 mA/g电流密度下能够表现出显著的电化学性能,循环200个周期可逆容量达到了1 120 mA·h/g,且倍率性能优异。充放电过程中,Ni和Co的化合价在+2～0变化,表明金属有机框架完全坍塌。采用北京同步辐射装置进行X射线吸收谱实验,探讨了Co、Ni的价态变化及结构演变过程,通过飞行时间二次离子质谱研究发现,该材料具有优异电化学性能的原因可能是大量非晶态锂金属聚集在负极材料中。

关键词

有机金属框架材料 / 锂离子电池 / 负极材料 / 锂金属 / 高容量 / 高倍率