化学进展2024,Vol.36Issue(5) :724-740.DOI:10.7536/PC230823

金属-有机框架材料在储能领域的应用

Application of Metal-Organic Framework Materials in the Field of Energy Storage

申翰林 戴民 李卓 田宇楠 李天微 胡宪伟
化学进展2024,Vol.36Issue(5) :724-740.DOI:10.7536/PC230823

金属-有机框架材料在储能领域的应用

Application of Metal-Organic Framework Materials in the Field of Energy Storage

申翰林 1戴民 1李卓 1田宇楠 1李天微 1胡宪伟2
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作者信息

  • 1. 沈阳建筑大学材料科学与工程学院 沈阳 110168
  • 2. 东北大学冶金学院 沈阳 110819
  • 折叠

摘要

由于大比表面积、多孔隙性、结构可调、易于改性、复合容易等特性使得金属-有机框架材料及其衍生物被研究者广泛应用于电极材料、隔膜、电催化剂等储能领域材料,但是MOFs材料在实际投入应用中仍存在许多问题.本文综述了 MOFs及其衍生材料在碱金属离子电池、金属-硫属电池、水系锌离子电池、超级电容器等储能器件中应用的最新进展,对于二次电池中常出现的枝晶生长、穿梭效应等问题提出设计解决思路.此外也总结了 MOFs衍生碳材料异质结构、金属化合物结构改性的设计思路.最后对MOFs材料前驱体本征调控、衍生材料改性策略进行总结与展望.

Abstract

Due to the characteristics of large specific surface area,porosity,adjustable structure and easy modification,metal-organic framework materials and their derivatives are widely used as electrode materials,separators,electrocatalysts and other energy storage materials.However,there are still many problems in the practical application of MOFs.This paper reviews the latest developments in the application of MOFs and their derived materials in energy storage devices such as alkali metal ion batteries,metal chalcogenide batteries,aqueous zinc ion batteries,and supercapacitors,and proposes design solutions for problems such as dendrite growth and shuttle effects that often occur in secondary batteries.In addition,the design ideas of MOFs-derived carbon material heterostructure and metal compound structure modification are also summarized.Finally,the intrinsic regulation of MOFs precursors and the modification strategies of derived materials are summarized and prospected.

关键词

金属有机框架材料/二次电池/MOFs衍生材料/改性策略

Key words

metal-organic framework materials/secondary battery/MOFs derived materials/modification strategy

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基金项目

国家自然科学基金项目(51974081)

教育部中央高校基本科研业务(N2225045)

辽宁省应用基础研究计划项目(23JH2/101600057)

辽宁省教育厅项目(zd202006)

辽宁省教育厅项目(JYTQN2023385)

出版年

2024
化学进展
中国科学院基础科学局,化学部,文献情报中心 国家自然科学基金委员会化学科学部

化学进展

CSTPCD北大核心
影响因子:1.079
ISSN:1005-281X
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