【能源】3D打印MOF衍生的分级多孔碳框架：提高锂氧电池能量密度的新方法

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锂氧电池具有极高的理论能量密度（~3500 Wh/kg），因此备受电池行业研究者的广泛关注。然而，许多因素影响其实际能量密度，特别是放电产物过氧化锂（Li₂O₂）表面沉积方式和正极材料中多孔导电集流体的使用。针对该问题，近期，新加坡国立大学王家功（John Wang）教授、丁军（Jun Ding）教授和陈伟教授（共同通讯作者）通过挤出式3D打印技术构筑了一种新型的、金属有机框架（MOF）衍生的、分级多孔自支撑的碳电极，用于提高锂氧电池实际能量密度。相关研究结果发表在Advanced Functional Materials上，第一作者为吕之阳博士和Gwendolyn J. H. Lim。

如图1所示，该3D打印自支撑碳电极无需使用集流体，其框架中大孔结构易于Li₂O₂孔内沉积和减缓表面钝化，而且其Co-MOF衍生的纳米钴基催化剂有利于Li₂O₂的产生和分解，从而极大地提高锂氧电池的实际能量密度。

图1. 3D打印电极制备及应用的示意图。

图2详细地展示了3D打印电极的简单制备流程，前躯体Co-MOF浆料的流变学参数，以及电极形貌与结构。该碳电极集合了分级多孔结构、高比表面、自支撑框架以及纳米催化剂等结构优势。其独特巧妙的技术路线，也为制备其它能源器件电极提供了新思路。

图2. 3D打印碳电极的具体制备流程及表征。

该论文作者为： Zhiyang Lyu,* Gwendolyn J. H. Lim, Rui Guo, Zongkui Kou, Tingting Wang, Cao Guan, Jun Ding,* Wei Chen,* John Wang*

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

3D-Printed MOF-Derived Hierarchically Porous Frameworks for Practical High-Energy Density Li-O₂ Batteries

Adv. Funct. Mater., 2019, 29, 1806658. DOI: 10.1002/adfm.201806658

导师介绍

王家功

https://www.x-mol.com/university/faculty/48475

陈伟

https://www.x-mol.com/university/faculty/4358

丁军

https://www.x-mol.com/university/faculty/53915

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