激光网3月22日消息，“设计高导电性和高性能的材料对于碱性离子电池的发展至关重要，”广东工业大学化学工程与轻工业学院副教授徐希军说。
随着电动汽车等大型电力系统的发展加速，对二次电池的需求越来越多地转向大功率和高性价比的车型。由于能源和环境问题日益严重，对可持续和环保能源解决方案的追求也成为研究的焦点。
目前，锂离子电池作为储能的主要选择在市场上占据主导地位。尽管如此，锂资源的稀缺分布和高成本凸显了探索替代解决方案的重要性，例如高性能、安全的碱性离子电池，这些解决方案具有重要的实际意义。
徐强调，共价有机骨架材料因其优异的电化学性能、结构稳定性和出色的循环性能而成为有前途的候选材料。这些材料因其在电子和储能应用中的潜力而受到关注。
COFs特别值得一提的是，它们能够预先设计具有精确密度和定位的氧化还原活性位点，从而提高电极材料的能量密度。此外，将有机官能团掺入COF结构中可以改善金属离子的迁移，从而有可能克服电池中离子传输缓慢的挑战。
提高有机电极材料本征电导率的常见策略是添加具有强吸电子特性的官能团或杂原子。这种方法不仅减小了带隙，还增加了共轭。
设计具有高稳定性和高容量的COF材料至关重要，请记住，碱金属离子电池中较大的离子尺寸会导致离子传输速率变慢，并在循环过程中发生显着的体积变化。电池系统中COF的设计原则侧重于调节孔隙结构、化学反应位点和表面官能团，以实现稳定高效的碱性离子电池系统。
然而，COF电池领域仍处于起步阶段，面临着一些挑战，包括阻碍大规模生产的复杂合成条件以及多晶COF中存在结构缺陷。Xu强调了COFs的适应性结构与其电池性能之间的明确联系，并指出广泛的应用和对电化学反应的理解对于设计高性能材料至关重要。进一步研究COFs在电池中的应用至关重要，克服电流挑战将增强其电化学性能，使其在实际应用中更具可行性。
