長春應化所新型鋰離子電池負極材料制備研究獲進展

近年來，納米多孔金屬有機骨架化合物（MOF），在氣體吸附和分離、多相催化、傳感器和微反應器等方面展現出較好的應用前景。中國科學院長春應用化學研究所稀土資源利用國家重點實驗室輕金屬與電池材料組，合成了一系列過渡金屬氧化物及其復合材料，該類材料具有高的放電比容量和良好的循環穩定性，在MOF模板合成鋰離子電池負極材料方面取得了系列研究進展。

研究人員發現，采用共沉淀技術可以有效地將金屬陽離子吸附到具有優良導電性的碲納米線表面，加入有機配體溶液后，配體與碲納米線表面的金屬離子配位形成MOF晶核，晶核生長成為MOF晶體，最終將碲納米線原位嵌入到MOF中。經過熱處理后，可制備出具有等級多孔結構的多金屬氧化物納米復合材料（如圖）。

圖：Te@ZnCo2O4制備過程及電化學性能

該類納米復合材料在0.01-3.0V電壓范圍，以100mAg^-1電流密度充放電100次后，比容量穩定在956mAhg^-1以上；當充放電流密度為2000mAg^-1時，比容量仍高達307mAhg^-1，顯示出優良的電化學儲能特性。

相關研究結果發表在Adv. Funct. Mater., 2017, 27, 1604941-1604947；ACS Energy Lett., 2017, 2, 1564-1570；Chem. Eur. J., 2016, 22, 1467-1474；ACS Nano, 2015, 9, 1592-1599；Nanoscale, 2014, 6, 5509-5515 和J. Mater. Chem. A, 2014, 2, 8048-8053等學術期刊上。該系列研究工作得到國家自然科學基金委的項目資助。