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 近日，云南大學材料與能源學院（云南省先進能源材料國際聯合研究中心）郭洪教授團隊以云南大學為第一通訊單位，在國際著名期刊Advanced Functional Materials (Nature Index收錄的期刊，IF=16.83) 發表新能源存儲材料最新突破性進展“Dual-Active-Center of Polyimide and Triazine Modified Atomic-Layer Covalent Organic Frameworks for High-Performance Li Storage”。博士研究生趙根福為論文第一作者，郭洪教授為通迅作者。

作為一種高性能的能量存儲裝置，鋰離子電池已廣泛應用于各類移動電源和其他可再生清潔能源載體上。開發高性能、可持續的綠色電極材料對鋰離子電池的發展至關重要。與傳統的無機化合物相比，共價有機框架（COF）是一類組分、結構可設計，強穩定性的多孔晶態框架材料，因其功能性有機單元的框架結構展現出開放的離子和電子傳輸通道，近年來出現在電化學儲存的舞臺上。作為一種理想的鋰儲存電極材料，COF仍存在許多亟待解決的問題，如結構強的π-π相互作用導致了低的氧化還原位點利用率，直接影響了其可逆儲能容量。因此，如何精確設計原子層結構的COF分子結構，實現對材料結構層間或內部活性儲鋰位點的充分激發與利用,將對COF類材料在儲能領域的應用開辟新的思路。

圖1 原子層結構E-TP-COF的制備及應用在正極電池中的循環性能

基于以上研究現狀和面臨的問題，郭洪教授課題組首次提出了C=O和C=N雙重有效氧化還原位點修飾的原子層共價有機框架（E-TP-COF），并成功應用于鋰離子電池正極材料中。課題組在前期研究基礎上（Hong Guo*, et. al, ACS Energy Lett., 2020,1022; Hong Guo*, et. al, Appl. Catal. B:Environ., 2019, 243; Hong Guo*, et. al, Adv. Funct. Mater. 2018, 1707480; Hong Guo*, et. al, Nano Energy 2018, 51）,通過分子層面的設計構建了獨特的類花瓣二維原子層共價有機框架，具有較高的電化學動力學和結構穩定性。實驗結果表明，將原子層結構調控的C=O和C=N雙活性位的引入，顯著增強了COF用作鋰離子電池正極的電化學活性和容量（圖1）。

通過機械剝離的方法將團簇狀的TP-COF剝離得到原子層（少層）的E-TP-COF材料，當E-TP-COF作為鋰離子電池正極時，在200 mA g-1的電流密度下，500次循環后保持96 mAh g-1的高容量，庫侖效率接近100%，E-TP-COF材料的電化學性能優于LIB中其他最新報道的有機化合物。這項工作為開發低成本、持久循環穩定性、高容量和可逆性可充電電池的先進有機電極材料提供了一種新策略。

該論文成果得到973計劃、國家自然科學基金面上項目、云南省科技廳-云南大學聯合重點基金、省先進能源材料國際聯合研究中心、省高校全固態離子電池重點實驗室項目、云南大學杰出青年計劃及云南大學研究生科研創新項目的支持。