在单离子存储的电极中,相同离子之间的库仑排斥作用阻碍了快速和连续的离子插入,从而限制了容量和速率性能。在此,华侨大学Chen Hongwei利用多孔有机框架中库仑相互作用实现多离子共存储。
本文要点:
1) 作者设计了一种具有多离子共存储模式的多孔有机框架,包括PF6−/Li+、OTF−/Mg2+和OTF−/Zn2+共存储。框架中阳离子和阴离子载体之间的库仑相互作用可以通过离子载体向框架内部的快速迁移而显著促进电极动力学。
2)通过PF6−/Li+共存储模式的框架具有878Wh/kg的高能量密度,并且循环次数超过20000次,以及具有28kW/kg的优异功率密度,其已经可以与商用超级电容器相媲美。因此,通过共存储模式大大提高的能量和功率密度可以为普通单离子电极无法获得的新电极性能提供了指导。
Wenlu Sun et.al Ion Co-storage in Porous Organic Frameworks through On-site Coulomb Interactions for High Energy and Power Density Batteries Angew. Chem. Int. Ed. 2023
DOI: 10.1002/anie.202300158
https://doi.org/10.1002/anie.202300158