铜卟啉金属有机框架材料用于高性能锂硫电池

作者：万思成; 熊冰清; 潘园园; 邱常鼎; 柯福生^*

来源：无机化学学报, 2021, 37(09): 1642-1648.

• 金属有机框架
• 卟啉配体
• 2+" name="keyword">Cu2+
• 锂硫电池

利用卟啉配体与金属离子的配位特性,通过后修饰将铜离子与卟啉基金属有机框架材料(PCN-222)配位,得到铜卟啉金属有机框架材料(PCN-222-Cu),并首次用于锂硫电池。借助紫外可见光谱(UV-Vis)、粉末X射线衍射(PXRD)、N2吸附-脱附测试、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安(CV)和恒电流充放电测试等表征手段对材料的晶相结构、形貌和电化学性能进行了系统的研究。其中UV-Vis结果表明,Cu2+与卟啉环成功配位。电化学测试结果表明,负载硫的PCN-222-Cu(S-in-PCN-222-Cu)电极在1C的倍率下循环300周后可逆比容量为840 mAh·g-1。当倍率提高到3C时,循环800周后的容量仍保持430 mAh·g-1,每周容量衰减率为0.042%。S-in-PCN-222-Cu电极的电化学性能远优于S-in-PCN-222,说明配体上的Cu2+与卟啉环的协同作用能有效降低电化学极化,从而显著提升卟啉基金属有机框架材料用作硫载体的电化学性能和循环稳定性。

• 单位
  武汉大学; 化学与分子科学学院