硅碳材料改性之金属有机框架(MOFs)
金属有机框架(mofs)改性
mofs以金属离子和有机配体交替连接的方式自组装形成周期性网络结构，具有多孔、比表面积大等特点，在储氢、电极催化、药物载体和能源储存等领域有着广阔的应用前景。将mofs在保护气氛下高温碳化即可得到金属氧化物@碳电极材料。研究人员对纳米硅粉进行mofs改性得到si@mofs，随后进行后续碳化处理可以得到金属氧化物@碳@硅，金属氧化物和硅以不同的储锂机制在电池中协同发挥作用。
han等[1]通过简单的一步法在纳米硅表面自组装zif-8实现了si和mofs的复合，如图6所示。将mofs原料(金属盐和配体)、硅纳米颗粒和溶剂引发剂一起研磨，随后将由此获得的复合物进一步碳化作为活性阳极材料。透射电镜照片显示平均每个mofs颗粒内部约包有三个纳米硅颗粒，si@mofs颗粒尺寸约为500nm，颗粒整体尺寸略有增加，有利于电极压实密度的提高。性能数据显示该材料比容量高达1050mah/g，500次循环后比容量保持率大于99%。
图1 锂离子电池负极材料si-zif-8制备流程图
wang等[2]利用sial合金与有机酸在水热条件下的自腐蚀反应制备sial/al-mofs核壳前驱体，经过后续热处理和腐蚀得到多孔硅微球@碳(psims@c)核壳复合材料。腐蚀形成的多孔硅微球可以促进法拉第反应和扩散过程的动力学，缓解充放电循环过程中的巨大体积变化，提升复合材料的储锂能力。外层mofs取得的碳壳可以保证良好的电接触。psims@c电极在1a/g电流密度下经过500次循环后，可逆容量为1027.8mah/g，容量保持率为79%。
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