中文   |   English   |   Email Alert
图表检索
高级检索
image

金属-有机框架材料衍生转换型负极在碱金属离子电池中的应用

刘志超 ,  穆洪亮 ,  李艳 ,  冯柳 ,  王东 ,  温广武

化学进展 ›› 2021, Vol. 33 ›› Issue (11) :2002-2023

PDF (11800KB)
化学进展 ›› 2021, Vol. 33 ›› Issue (11) :2002-2023 DOI: 10.7536/PC200876
综述
扫码查看或转发全文

金属-有机框架材料衍生转换型负极在碱金属离子电池中的应用

作者信息 +

Application of Metal-Organic Frameworks-Derived Conversion-Type Anodes in Alkali Metal-Ion Batteries

Author information +
文章历史 +

摘要

碱金属离子电池是指以Li+、Na+、K+离子为载体的二次电池,其能量密度高、使用寿命长,在电子设备、清洁能源存储中应用广泛。负极是影响电池性能的关键因素,迫切需要开发高比容量和强结构稳定性的负极。基于转换反应的金属化合物负极理论容量高、安全性好、资源丰富,然而其导电性较差,体积效应大,会损害倍率和循环性能。利用金属有机框架材料(MOFs)可以有效解决上述问题,由MOFs衍生的金属化合物优势明显:(1)孔道丰富,离子迁移快;(2)比表面大,活性位点多;(3)结构和组成可调。本文对MOFs衍生转换型负极及其在碱金属离子电池上的应用进行了系统性梳理,综述了MOFs衍生各类化合物的研究进展,总结了由MOFs制备转化型负极的性能提升策略及机理,以及应用于电池负极的优势与挑战,并对研究新趋向进行展望。

Abstract

Alkali metal-ion batteries refer to secondary batteries with Li+, Na+, and K+ ions as carriers. They possess high energy density and long service life, and are widely applicated in electronic equipment and clean energy storage. Since the negative electrode plays a critical role on the electrochemical performance, it is urgent to develop high-performance negative electrode with high specific capacity and strong structural stability. It has been accepted that metal compounds anodes based on conversion-type mechanism feature with high theoretical specific capacity, good safety, and abundant resources. However, metal compounds suffer from poor electronic conductivity and obvious volume variation during charge/discharge processes, which damage the rate capabilities and cyclic performance. Using metal-organic frameworks(MOFs) as templates to fabricate metal compounds can effectively solve the above problems. MOFs-derived metal compounds possess distinct advantages when used as anodes for alkali metal-ion batteries:(1) abundant pore structures, which promote fast ion migration;(2) large specific surface area and enormous electrochemically active sites;(3) tunable structure and chemical composition. Herein, this review systematically combs the MOFs-derived conversion-type anodes and their applications in alkali metal-ion batteries. Firstly, three kinds of alkali metal-ion batteries are introduced briefly, and the research progress of various metal compounds derived from MOFs are reviewed. Then, the performance improvement strategies and mechanisms accompanied with MOFs-engaged strategy are summarized. At last, the advantages and challenges of the MOFs-derived conversion-type anodes in alkali metal-ion batteries are concluded, and the perspective of this research area is prospected.

Contents

1 Introduction

2 Alkali metal-ion batteries

2.1 Lithium-ion batteries

2.2 Sodium-ion batteries

2.3 Potassium-ion batteries

3 Metal compounds

3.1 Metal oxides

3.2 Metal sulfides

3.3 Metal selenides

3.4 Metal phosphides

3.5 Other metal compounds

4 Performance improvement strategies for MOFs-derived conversion-type anodes

4.1 Nanostructure engineering

4.2 Heterostructure engineering

4.3 Hybridization with carbon

5 Conclusion and outlook

Graphical abstract

关键词

碱金属离子电池 / 负极 / 金属化合物 / 转换型材料 / 金属有机框架衍生物

Key words

alkali metal-ion batteries / anodes / metal compounds / conversion-type materials / MOFs derivatives

引用本文

引用格式 ▾
刘志超, 穆洪亮, 李艳, 冯柳, 王东, 温广武. 金属-有机框架材料衍生转换型负极在碱金属离子电池中的应用[J]. 化学进展, 2021, 33(11): 2002-2023 DOI:10.7536/PC200876
Zhichao Liu, Hongliang Mu, Yan Li, Liu Feng, Dong Wang, Guangwu Wen. Application of Metal-Organic Frameworks-Derived Conversion-Type Anodes in Alkali Metal-Ion Batteries[J]. Progress in Chemistry, 2021, 33(11): 2002-2023 DOI:10.7536/PC200876

登录浏览全文

4963

注册一个新账户 忘记密码

1 引言

随着化石能源的开采和消耗,能源与环境问题日渐严峻。绿色清洁能源受到人们的广泛关注,如风能、潮汐能、太阳能等能源。然而,这些能源通常具有地域性、间歇性等限制,导致能源利用率较低。因此,开发高效、安全的能源存储装置是开发清洁能源的关键。人们已经开发出一系列新型储能装置,如锂离子电池、液流电池、超级电容器等。以锂离子电池为代表的碱金属离子电池是一类存储效率高、无污染、可重复利用的储能装置,被认为是未来清洁能源的理想载体[1⇓~3]。

锂离子电池(LIBs)是一种可循环使用且绿色、高效的电化学二次电池,具有能量密度高、工作电压高、使用寿命长、无记忆效应等优点,在手机、电脑等电子设备方面应用广泛[4,5]。随着科技的快速进步,LIBs在电动汽车、无人机和大型电网等领域也得到长足的发展。然而,锂(Li)资源在地壳的含量仅为0.0017%,极大限制了LIBs在未来能源社会的大规模应用[6]。为了解决这一问题,与Li处于同一主族的钠(Na)和钾(K)走进了人们的视野。Na、K具有与Li相似的物理化学性质,因此钠离子电池(SIBs)和钾离子电池(PIBs)具有与LIBs相同的工作原理。重要的是,Na和K相较于Li的储量更加丰富,其中Na元素含量约为2.83%,K元素含量约为2.09%,而且二者在全球范围内的分布也更为广泛。因此,开发高性能的SIBs和PIBs对于社会能源的可持续发展具有重要意义[7,8]。但Li、Na、K的离子半径是逐步增大的(Li+为0.076 nm;Na+为0.102 nm;K+为0.138 nm),这就导致Na+和K+在电极材料的嵌入/脱出更加困难,体积变化更加严重,导致电极粉化和容量衰减。因此,设计开发新型的高性能电极材料,尤其是负极材料,对于碱金属离子电池的实际应用具有重要意义[9⇓~11]。

负极材料是影响碱金属离子电池电化学性能的关键因素,根据其与碱金属离子反应机理的不同,可分为嵌入型、合金型和转化型3类。嵌入型负极包括石墨[12,13]、软碳[14,15]、硬碳[16,17]、多孔碳[18,19]、石墨烯[20,21]、钛基材料[22,23]等,这类材料通过碱金属离子在电极内部空间结构的可逆嵌入/脱出实现电荷的存储和释放。以LIBs用的石墨负极为例,在充电过程中Li+嵌入石墨层间形成锂-石墨层间化合物LiC6,在放电过程中Li+从石墨层间脱出(6C+xLi++xe-↔LixC6)。虽然嵌入型负极具有稳定的结构和良好的电子导电性,但其理论比容量较低,如石墨负极的理论嵌锂容量仅为372 mAh·g-1。

合金型负极是指在充放电过程中利用合金/脱合金反应实现电荷存储和释放,包括Sb[24]、Sn[25]等金属以及P[26]、Si[27]等非金属。以硅负极为例,Li+在嵌入时与Si形成LixSi(0<x<4.4),在脱出时又转变为Li+和Si(Si+xLi++xe- ↔ LixSi[28])。合金型负极最大的优势是理论比容量高,比如P和Si材料应用于LIBs的理论比容量分别为2596和4200 mAh·g-1。然而,合金型负极在充放电时会产生明显的体积效应(如Si负极在嵌锂时的体积膨胀高达约320%)。严重的体积效应会导致电极的快速粉碎,进而从集流体上脱落,最终失去电化学活性。

转换型负极通常是指过渡金属元素如Fe、Co、Ni、Mn、Zn等各类化合物,如氧化物、硫化物、硒化物等。这类材料的结构中没有可供碱金属离子嵌入/脱出的空间,而是与离子发生可逆的氧化还原反应,从而实现电荷存储和释放。以金属氧化物Co3O4在SIBs中的应用为例,其反应过程可以表达为[29]Co3O4+8Na++8e- → 3Co+4Na2O,由于整个电化学反应过程涉及多电子参与,转换型负极通常具有远高于嵌入型负极的理论比容量(700~1200 mAh·g-1);另外,其虽然也存在一定的体积效应,但往往小于合金型负极。因此,转换型负极材料在碱金属离子电池领域具有巨大的应用潜力。然而,这类材料同样存在固有的缺点:一是体积效应,这会严重损害电池的寿命,而且这一问题在SIBs和PIBs中更加突出;二是电子导电率较差,容易引起电极极化和倍率性能的衰减。因此,对转换型负极材料的结构和组成进行优化设计,改善其电子/离子传输特性和结构稳定性,成为科研工作者的研究热点。

金属有机框架材料(MOFs)是金属离子或金属簇与有机配体通过自组装相结合的、具有周期性网络的一类多孔材料,其具有孔结构可调、化学成分可控、比表面积大等优点,在催化、气体分离、储能等领域中应用广泛[30,31]。得益于MOFs可控的化学组成和多孔的结构特征,MOFs在制备高性能金属化合物及金属化合物基复合材料方面展现出独特的优势,主要表现在以下3个方面:(1)MOFs衍生的金属化合物,通常能够保留MOFs的规则孔道结构以及高的比表面积,这不仅可以提高电荷存储的活性位点,还可以在电极内部形成离子传输的高速通道,使得离子的嵌入与脱出更加方便;(2)在惰性环境下高温处理MOFs材料,可以使内部有机组分碳化并在金属化合物周围原位形成紧密的碳基体,有效缓冲离子脱/嵌过程中金属化合物的体积变化,同时加快电子传导;(3)调节热处理工艺,可以实现对产物形貌与组分的精准调控,这对于转换型负极材料的性能优化具有重要意义。

近年来,MOFs衍生制备金属化合物基电极材料的工作呈爆发式增长,极大推动了碱金属离子电池的发展。本文主要综述了近期以MOFs为前驱体制备转换型负极及其在碱金属离子电池上的研究进展,首先简单介绍LIBs、SIBs和PIBs的工作机理,然后对MOFs衍生的金属氧化物、金属硫化物、金属硒化物、金属磷化物等各类转换型负极材料,以及伴随的性能优化策略进行总结,最后对这一领域的发展方向和前景进行了展望。

2 碱金属离子电池

碱金属包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)等元素,但目前报道的碱金属离子电池只有LIBs、SIBs、PIBs这三种。因此,本文将介绍LIBs、SIBs、PIBs这3类电池各自的特点和电池充放电时的工作原理(图1a),以及MOFs衍生物作为转换型负极材料在LIBs、SIBs、PIBs中的优势。

2.1 锂离子电池

碱金属离子电池典型的代表是LIBs,因具有能量密度高、使用寿命长、无记忆效应、工作温度范围宽(-30~45 ℃)等优势得到广泛关注[72]。目前商业化LIBs主要用石墨作负极,充电时Li+从正极脱出,在电场作用下在电解液中移动并经过隔膜嵌入到石墨层间,在放电时Li+从石墨层间脱出,经过电解液又回到正极,形成一次完整的充放电循环[73]。石墨负极具有良好的循环稳定性与电子导电性,但较低的理论比容量是限制其进一步发展的主要因素。转换型负极具有比石墨负极更高的理论比容量和合适的工作电位(图1b),有助于提高电池的能量密度和安全性,其用于LIBs负极时的电化学反应机理如式2.1所示:

${{\text{M}}_{a}}{{\text{X}}_{b}}+\left( b\text{*}c \right)\text{L}{{\text{i}}^{+}}+\left( b\text{*}c \right){{\text{e}}^{-}}\leftrightarrow a\text{M}+b\text{L}{{\text{i}}_{c}}\text{X}$

其中M代表金属离子,X代表O、S、Se、P等元素。虽然转换型负极的储锂容量可以达到700~1000 mAh·g-1,但是较大的体积膨胀和低的电子导电性限制了其高容量的发挥。因此,通常要对转换型负极材料进行结构设计和成分优化,来改善电子传输,同时提高结构稳定性。由MOFs出发的改性策略被证明是一种行之有效的方式。通过选择不同的金属离子与有机配体,已经合成出种类繁多的MOFs材料。目前常见的用于制备碱金属离子电池负极材料的MOFs主要有ZIF-n(n=8、9、67等)系列、MIL-n(n=53、101等)系列、HKYUST-1、MOF-n(n=5、74等)系列,将其热解即可得到相应的金属化合物基负极[74]。通过调节MOFs前驱体的形貌和结构可得到中空、多孔、一维纤维等纳米结构电极,其丰富的孔结构和高的表面积可以加快离子传输,增加活性位点。例如,将ZIF-67进行热解与硫化得到中空结构CoS,经过100次循环后可保持1668 mAh·g-1比容量[75]。此外,利用MOFs内部的有机配体在保护气氛下煅烧会原位碳化的特点,可以制备碳复合的金属化合物负极。这种MOFs原位碳化所制备的复合电极中,其碳载体和金属化合物之间具有强耦合作用和协同效应,可有效缓解电极的体积变化并增加导电性,提高电化学性能。He等[76]发现,Fe-Mn-MOF经过氩气煅烧得到由微小颗粒组成的复合球体,其中微小颗粒由MnO掺杂在碳包覆的Fe3O4之中组成,并堆积出分层结构。独特分层结构可以提高离子传导速率和缓解体积变化,而原位生长的碳层和异质氧化物间的协同作用可进一步增加界面处的电子导电性,所得电极在200 mA·g-1下循环200次后的储锂容量仍然高达1297.5 mAh·g-1。

2.2 钠离子电池

Na和Li属于同一主族元素,具有相似的物理化学特性。而且与Li相比,Na元素在自然界中的储量更加丰富,开发SIBs能够缓解Li资源日益短缺的问题。SIBs的工作原理和LIBs相同,均是基于离子在正负极间的可逆嵌入/脱出来实现电荷的存储和释放,是LIBs的理想替代品之一,在大规模静态储能和低速电动车等领域具有巨大潜力。然而,Na+的离子半径是Li+的1.34倍,目前的石墨负极无法满足大尺寸Na+的可逆嵌入/脱出,而且Na+的氧化还原电位(-2.71 V vs. SHE)比Li+(-3.04 V vs. SHE)高,导致SIBs的能量密度比LIBs略低。因此,寻找容量高、稳定性好的负极材料对高性能SIBs的开发具有重要意义[77⇓~79]。相对于嵌入型材料,基于氧化还原反应的转换型负极具有更高的理论比容量(图2c),其储钠过程与LIBs相同,如式2.2所示:

${{\text{M}}_{a}}{{\text{X}}_{b}}+\left( b\text{*}c \right)\text{N}{{\text{a}}^{+}}+\left( b\text{*}c \right){{\text{e}}^{-}}\leftrightarrow a\text{M}+b\text{N}{{\text{a}}_{c}}\text{X}$

其中M代表金属离子,X代表O、S、Se、P等元素。用于SIBs负极的金属化合物同样受到充放电时体积变化大和导电性低的限制,而且由于Na+较大的离子半径,离子传输也较为缓慢。研究发现,MOFs衍生的金属化合物可以继承MOFs本身的孔道结构,而且通过调整煅烧工艺还可调控孔径大小和分布,进而优化Na+在电极内部的扩散。例如,Guo等[80]以MgFe-PBA为前驱体合成中空MgFe2O4微盒。多孔中空结构为Na+提供了高速传输通道,并缓解嵌/脱钠过程中产生的内应力。在电流密度为50 mA·g-1下表现出406 mAh·g-1的高容量。此外,将MOFs在惰性气氛下煅烧可以使有机配体原位碳化,其与金属化合物具有较强的界面作用,可以缓冲电极的体积效应,加快储钠反应动力学。例如,Shuang等[81]以硝酸镍为金属源,对苯二甲酸为有机配体合成了片状Ni-MOF。为了抑制Ni3S2颗粒的聚集以及提升导电性,在Ni-MOF表面生长一层聚吡咯,聚吡咯煅烧后转变为氮掺杂的碳层,同时包裹Ni3S2纳米粒子。所得Ni3S2@C具有优异的储钠性能,经过100圈循环后的可逆比容量为432.8 mAh·g-1。

2.3 钾离子电池

钾离子电池(PIBs)和LIBs、SIBs有相同的电化学反应过程,即通过“摇椅式”的充放电机理进行电化学储能。更重要的是,PIBs还有以下优势:首先,钾元素的储量极为丰富,地壳含量大约为2.09%;其次,K/K+的氧化还原电位(-2.93 V vs. SHE)比Na/Na+(-2.71 V vs. SHE)低,低电极电势能有效提高电池的能量密度[82];再者,K+的路易斯酸性最弱,能够形成较小的溶剂化离子,产生的溶剂化能量可以加快K+在电解液中的迁移速率[83,84]。虽然这些优势为PIBs奠定了有利的发展前景,不过K+具有比Na+更大的离子半径,使其在电极内部的嵌入/脱出更加困难,反应动力学较差,而且反复的K+脱嵌会加速电极材料的破裂与粉化,最终损害电池的电化学性能[85]。因此,PIBs的发展迫切需要开发理论容量高、导电性好、结构稳定的电极材料。金属化合物已经被证明是一类具有优异电化学储钾活性的材料(图2d),其储钾过程如式2.3所示:

${{\text{M}}_{a}}{{\text{X}}_{b}}+\left( b\text{*}c \right){{\text{K}}^{+}}+\left( b\text{*}c \right){{\text{e}}^{-}}\leftrightarrow a\text{M}+b{{\text{K}}_{c}}\text{X}$

其中M代表金属离子,X为O、S、Se、P等元素。受MOFs衍生的高性能LIBs和SIBs用转换型负极的启发,以MOFs材料为前驱体,经高温碳化后得到金属化合物/碳复合电极,应用于PIBs负极也表现出显著提升的性能。这主要是由于MOFs材料的丰富孔结构有利于K+在电极内部的快速扩散,原位复合的碳载体可以加快电子传输,高表面积可以提供丰富的表面活性位点,最终复合电极具有明显的赝电容特性和稳定的机械特性。此外,还可以选择具有催化性质的金属离子合成MOFs,将其在惰性气氛下煅烧,其有机配体在碳化时被催化成石墨化碳,而石墨化碳相对于无定形碳具有更高的导电性。例如,Miao等[86]采用电纺技术得到纳米纤维,之后将ZIF-67/ZIF-8附着上面,通过多步煅烧制备出具有三维结构的复合材料,其中CoP嵌入碳纳米纤维表面生长的碳纳米管中。应用于PIBs负极时,在0.8 A·g-1下循环1000次后的可逆容量为247 mAh·g-1。这得益于非晶碳、碳纳米管、碳纳米纤维对CoP的多重保护,在反应过程中碳纳米管与碳纳米纤维形成互联的导电网络,产生协同作用。此外,研究人员以MOFs为前驱体还制备出其他类型的金属化合物,同样具有优异的性能。例如,Yuan等[87]以三乙酰丙酮铁、硝酸锌、邻苯二甲酸、氧化石墨烯(RGO)为原料合成出Fe/Zn-MOF@RGO,然后高温硒化得到ZnSe-FeSe2@RGO复合材料。与ZnSe@RGO或FeSe2@RGO相比,ZnSe-FeSe2@RGO电极表现出更加良好的循环性能(100次循环后的比容量为363 mAh·g-1)。这主要得益于双金属成分及其石墨烯间的协同效应,其中ZnSe/FeSe2异质结可提供高容量,而RGO可增强电极导电性并抑制体积变化,有助于提高倍率性能与循环寿命。

3 金属化合物

如前所述,MOFs是金属离子或金属簇与有机配体呈周期性排列而成的多孔晶体,通过合理控制热处理工艺,可以将MOFs的金属团簇原位转变为金属化合物,同时保留MOFs高比表面和高孔隙率的特点。近年来,越来越多的研究人员利用MOFs作模板制备出各种金属化合物,应用于碱金属离子电池领域均表现出不错的电化学性能。在这一部分,本文主要对MOFs衍生制备金属氧化物、金属硫化物、金属硒化物、金属磷化物等化合物及其在碱金属离子电池的应用进行总结(表1)。

3.1 金属氧化物

金属氧化物是最典型的转换型负极材料,由于其种类繁多、资源丰富、成本低而得到广泛研究。根据金属氧化物与碱金属离子反应过程的不同可以将其分为两类,第一类主要是过渡金属氧化物,其在充电过程中与离子发生氧化还原反应,生成金属单质M与相应的碱金属氧化物YzO,方程式如下[88]:

${{\text{M}}_{a}}{{\text{O}}_{b}}+\left( b\text{*}z \right){{\text{Y}}^{+}}+\left( b\text{*}z \right){{\text{e}}^{-}}\leftrightarrow a\text{M}+b{{\text{Y}}_{z}}\text{O}$

另一类氧化物在经过氧化还原反应后,所得金属单质继续与碱金属离子发生合金化反应,形成YnMa,反应过程如下:

$a\text{M}+n{{\text{Y}}^{+}}+n{{\text{e}}^{-}}\leftrightarrow {{\text{Y}}_{n}}{{\text{M}}_{a}}$

本文涉及的金属氧化物均属于第一类,其在氧化还原反应中会产生明显的体积效应,造成结构破坏。此外,金属氧化物负极的电子、离子导电率较差,限制了高容量的发挥。研究发现,以MOFs为模板可以得到多孔结构和高比表面的金属氧化物,有利于加快离子传输,增加活性位点。例如,在LIBs方面,Xu等[89]以FeCl3·6H2O和1,4-苯二甲酸为原料制备出纺锤状Fe-MIL-88,然后分别通过氮气与空气煅烧得到由纳米颗粒组装成的多孔α-Fe2O3,循环50次后的比容量保持为911 mAh·g-1,倍率性能同样优异,在10 C的高电流密度下仍然具有400 mAh·g-1的比容量(图2a,b)。受此启发,Li等[90]以Co(NO3)2·6H2O和对苯二甲酸为原料制备出Co-MOF,然后通过低温煅烧得到具有介孔结构的Co3O4。所得Co3O4具有大的比表面积,其介孔结构源于继承Co-MOF的结构,用于LIBs负极时表现出稳定的循环性能。虽然MOFs衍生的金属氧化物具有丰富的孔结构,有助于离子的快速传输,但单金属氧化物的电子导电性仍然较差,其电极反应动力学仍有待进一步提高。与单金属组分的氧化物相比,双金属组分的金属氧化物用作电池负极时,不同金属组分间可以产生协同增强效应,进而显著提高电极的反应动力学和反应活性,并提升电极的循环寿命。与制备单金属氧化物类似,双金属氧化物可以通过双金属MOFs的热处理制得。而双金属MOFs材料只需在液相的制备过程中加入两种金属盐,使之与有机配体结合便可得到。Huang等[91]以Zn(NO3)2·6H2O和2-甲基咪唑合成Zn-MOF,之后与Co(NO3)2·6H2O混合,共沉淀形成Co-Zn-MOF,经过空气煅烧得到双金属氧化物ZnCo2O4,表现出比Co3O4更优异的储锂能力,在0.5 A·g-1电流密度下的储锂容量为600 mAh·g-1。为了进一步改善双金属氧化物的性能,还可以在其内部构筑多孔结构,缩短离子扩散路径,提高结构稳定性。Sambandam等[92]直接以Co-V-MOF为前驱体,采用燃烧法制备Co3V2O8多孔微球。在制备Co-V-MOF的过程中选用二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,可以在加热过程中促进溶液的快速放热,使MOF材料分解并在氧气气氛下成核,最终得到由大约粒径为20~50 nm的超细颗粒团聚的多孔微球,其具有显著提升的循环性能。

重要的是,在保护气氛下煅烧MOFs前驱体,可以使有机配体原位碳化,得到碳复合的金属氧化物,同时在电极内部保留前驱体的孔道结构,这不仅能够促进电子传导和离子传导,还可有效缓冲充放电过程中氧化物的体积变化,进而改善电化学性能。Zou等[93]合成出中空的FeⅢ-MOF-5八面体,然后在氮气下煅烧得到多孔ZnO/ZnFe2O4/C八面体。在煅烧时FeⅢ-MOF-5分解为粒径小于5 nm的ZnO和ZnFe2O4纳米颗粒,并且被封装在三维碳骨架内。该结构结合了高比表面、高孔隙率、中空结构、碳包覆的多重优点,有利于提升电极的循环稳定性与倍率性能。在0.5 A·g-1下循环100次后的容量保持在1390 mAh·g-1。研究表明,将异质元素掺杂到碳材料的内部可以进一步提高碳的导电性和电化学活性。通常,选择含氮、硫等元素的有机配体制备成MOFs前驱体,再经过高温煅烧即可得到异质元素掺杂的碳材料。例如,Denis等[34]利用水热法得到Ni-Co-MOF,然后利用KOH刻蚀使得Ni2+、Co2+沉淀得到均匀的八面体上,进一步热处理得到由氮掺杂碳包覆的NiCoO2颗粒(图2c)。其中,均苯三甲酸转变为多孔、柔性、氮掺杂的碳骨架,导电性相比于未掺杂碳有显著提高,同时氮掺杂碳抑制了NiCoO2颗粒的团聚和膨胀。所得NC/NiCoO2在1.0 A·g-1下循环1000次后的可逆储锂容量为403 mAh·g-1。

除了MOFs自身碳化所得的碳材料以外,还可以在材料制备时引入外来碳源,如碳纳米纤维[94]、石墨烯[95]、碳纳米管[96]等。Chen等[97]以聚丙烯腈和乙酸钴为原料,利用电纺技术制备内含Co2+的纳米纤维,然后浸泡到2-甲基咪唑溶液中,使ZIF-67颗粒均匀生长在纤维表面,最后经过热处理得到Co3O4空心球与碳纳米管复合的多级复合结构。该结构中的中空Co3O4与管状碳纤维产生协同效应,缓解材料体积膨胀,同时一维超长碳纳米管有助于电子快速迁移,其在1.0 mA·g-1下具有782 mAh·g-1的比容量。此外,还可以将MOFs衍生的金属氧化物与石墨烯进行复合,利用石墨烯的高电子迁移率和高机械性能,可以在氧化物周围形成稳定的导电骨架,改善电极的倍率和循环性能。例如,Gan等[98]以NiCo-BTC为前驱体,经过氧化石墨烯调控形成针状结构,随后经煅烧转变为三维花状NiCo2O4/石墨烯复合材料。石墨烯不仅可以调控材料形貌,提高比表面积,还极大促进了电子传输。经过400次循环后,所得NiCo2O4/石墨烯电极在1.0 A·g-1下依然表现出1067 mAh·g-1的高储锂容量。

MOFs衍生的金属氧化物不仅可以用作LIBs负极,其在SIBs中也得到广泛应用。Zhang等[99]以硝酸铜与均苯三甲酸为主要原料合成Cu-MOF,然后依次在保护气氛和空气中进行高温煅烧,最终制备出多孔结构的CuO/Cu2O空心八面体。其形成机理是在保护气氛下,Cu-MOF高温分解析为金属Cu/碳复合材料,然后在空气中氧化使内部碳组分分解,同时Cu变成CuO/Cu2O。经过50次循环后的可逆容量为415 mAh·g-1。为了更好地发挥金属氧化物的储钠能力,抑制Na+嵌入/脱出时的体积效应,将其与碳材料复合同样是行之有效的策略。Zhang等[100]采用共沉淀法制备Mn-MOFs,之后在N2气氛下煅烧制备MnO/C纳米棒,其中MnO纳米晶镶嵌在碳材料内。MnO/C纳米棒在50 mA·g-1下的可逆储钠容量为260 mAh·g-1。引入外来碳源同样可以促进金属氧化物的储钠性能的提高。例如,Li等[101]利用微波辐射法制备了Cu-MOF@氧化石墨烯,之后高温煅烧成CuO@石墨烯,在100 mA·g-1下循环50次后的比容量为466.6 mAh·g-1,优于已报道的CuO负极材料,这主要归因于高导电、超薄石墨烯所形成的三维导电网络。上述研究主要集中于单金属氧化物,其本身的导电性仍然不足。与LIBs类似,MOFs衍生的双金属氧化物同样可以提高材料的电化学性能。Zhang等[57]将钴盐与镍盐加入电纺溶液中纺成纤维织物,再加入有机配体得到Ni-Co-MOFs,最后碳化制得NiCo2O4/NiO/碳纳米纤维。研究发现,在充放电过程中,柔韧的碳纳米纤维为NiCo2O4/NiO的体积增长提供了充分的缓冲空间,并且多组分间的协同作用能有效提高电子迁移率和离子扩散动力学。

MOFs衍生的金属氧化物负极材料在碱金属离子电池方面得到了广泛的应用。合理设计中空结构、纳米结构、多孔结构等特殊结构的金属氧化物,可以促进离子的快速扩散,通过碳材料复合可以进一步改善结构稳定性。目前,金属氧化物面临的最大挑战是其自身电子传输缓慢导致的极化问题。复合碳材料只是在其表面加快了电子传输积膨胀,但其本征导电性仍需进一步提高。因此,提升金属氧化物的电化学反应动力学是未来MOFs衍生策略的主要研究方向之一。通过合理设计MOFs前驱体的化学组分和空间结构,对金属氧化物进行缺陷结构或异质结构设计,有望提升其电子传输特性和电化学活性。

3.2 金属硫化物

金属硫化物是另一种典型的转换型负极,在碱金属离子电池上应用广泛。与氧化物相比,金属硫化物有更高的电子导电性,而且在离子嵌入/脱出过程中的体积膨胀更小,因此表现出更高的结构稳定性和更快的反应动力学[102,103]。根据晶体结构的不同,金属硫化物分为两类。一类是层状结构的MS2(M为Mo、Sn、Ti、W等),MS2层间通过弱的范德华力或分子间作用力结合,易于碱金属离子的可逆插层与脱出[104]。另一类是非层状硫化物,主要从矿石中获得,如硫化铁、硫化钴、硫化镍、硫化铜等,这类材料在充放电时涉及多电子转移,并且工作电位较高,因此具有更高的安全性和理论容量[105]。但硫化物负极也存在一些弊端,以LIBs为例,Li+在嵌入金属硫化物时会生成Li2Sx(2<x<8),Li2Sx极易溶于电解液中,导致循环性能降低。此外,硫化物负极的体积效应同样不可忽略[106]。

在非层状金属硫化物方面,研究者们以MOFs为前驱体已经成功制备出一系列单金属组分和多金属组分的硫化物,并将其应用在碱金属离子电池中,包括Co1-xS/C[107]、FeS@FeS2[33]、NiS2/FeS2@NC[108]、ZnCoS@Co9S8/NC[109]、ZnCo2S4/NiCo2S4[110]等。例如,Ma等[111]以ZIF-67为前驱体进行高温煅烧形成Co-C@CNT,然后与硫粉共煅烧得到CoS2-C@CNT复合材料。该结构保留了ZIF-67高比表面积的特点,并且保护气氛下煅烧所得Co纳米颗粒均匀镶嵌在多孔碳内部,同时在高温下催化碳源转变为CNTs(图3)。所得产物中多孔碳与CNTs相互交织在一起,协同提高CoS2的导电性和结构稳定性,同时丰富的孔道结构可为离子扩散提供高速通道,使得CoS2-C/CNTs复合材料具有优异的储锂性能。其在经过500次循环后的容量保持率为80%,用作SIBs负极同样表现良好的循环性能。上述研究将制备出的MOFs材料与硫粉进行高温反应,容易产生误差。除此之外,还可以采用含硫的有机配体,使其在液相环境中与金属离子发生络合反应,有助于精准调控产物的组分。Dong等[112]以硝酸钴和氨基硫脲为原料合成Co-MOFs,之后通过高温煅烧转变为NC/CoS2@Co4S3微球。利用氨基硫脲作为硫源能有效避免以硫粉为硫源带来的误差,所得CoS2@Co4S3@NC具有快速的电子/离子传输通道和显著的赝电容行为,在6 A·g-1下依然具有200 mAh·g-1的高储钠容量。然而钴元素本身有毒,限制了硫化钴的进一步应用。在众多的金属硫化物中,FeS2成本低且无毒,是一种很有前景的负极材料。Yin等[46]以Fe基MOFs为前驱体,经煅烧得到八面体结构的多孔碳/Fe3O4,进一步硫化得到凹面结构的FeS2/多孔碳复合电极。凹面碳骨架集合了高稳定性、高离子传导和电子导电性等诸多优点,所得FeS2/多孔碳电极在100次循环后仍能够保持1074 mAh·g-1的高储锂容量。随着研究的不断深入,人们利用MOFs衍生策略不仅可以制备出单金属硫化物,还成功制备出一系列多金属组分的硫化物,包括双金属硫化物和三金属硫化物等。多金属硫化物相较于单金属硫化物往往表现出更加优异的电化学性能。Wang等[113]以ZIF-67为前驱体,混合CuSO4与硫代乙酰胺(TAA)后进行溶剂热反应,制备出十二面体的中空CuCo2S4@C复合材料,其中CuCo2S4由CuS4四面体与CoS6八面体构成,应用于LIBs负极展现出1100.8 mAh·g-1的高可逆容量。为了充分利用金属组分之间的协同效应,发挥多金属硫化物的性能优势,Cao等[114]将Mn-Zn-Co-MOF进行硫化,成功制备出三金属硫化物MnS-(ZnCo)S/NC,不同金属组分间的协同效应显著改善了电极的反应动力学,在1 A·g-1下经过400次循环可保持353 mAh·g-1的稳定储钠容量。为了突显硫化物的性能优势,研究者还利用同一前驱体制备出Mn3O4-(ZnCo)O/NC,经过相同循环后容量几乎为零。

目前很少有以Mo、Sn、Ti、W、Re等为金属离子组装的MOFs材料,因此直接将MOFs转化为层状结构硫化物的工作非常少。但是,可以利用MOFs衍生的多孔碳为载体,采用原位复合或生长的方式,制备层状结构金属硫化物和碳的复合材料。例如,Lim等[115]以普鲁士蓝为前驱体,经过碳化与刻蚀制备了具有高比表面积(117.40 m2·g-1)和接近微孔(2.20 nm)的多孔碳,之后在其上原位生长ReS2纳米片。ReS2@C中超薄的二维ReS2纳米片以及多孔碳材料可以容纳大量Na+的快速脱嵌,同时提高电子传输速率,碳载体的存在还能有效缓解ReS2的体积膨胀。与此类似,Hu等[116]将MIL-101(Cr)与(NH4)2MoS4混合,在Ar气氛下煅烧形成了MoS2与铬氧化物的复合物,最后用稀硫酸和溴酸钾刻蚀去除铬氧化物得到碳材料负载的均匀MoS2纳米晶。MOFs衍生的碳材料与二维MoS2的结合力强,有效地抑制了MoS2纳米晶的生长与团聚,所得复合电极在100 mA·g-1可提供870 mAh·g-1的储钾比容量。然而稀硫酸的使用使得制备工艺更加繁琐,成本更高。以ZIF-8为前驱体制备MoS2和碳的复合材料,可以避免酸的使用。Shao等[117]将ZIF-8在高温环境下进行热处理,金属Zn蒸发留下多孔碳,然后将所得多孔碳与(NH4)2MoS4混合后煅烧形成MoS2,同样表现出优异的储锂性能。

金属硫化物可分为非层状与层状结构。非层状硫化物种类繁多、资源丰富,可由相应MOFs直接热处理得到。而层状硫化物由于其机械稳定性好、层间距较大、热力学稳定、导电性高受到广泛关注。无论是层状还是非层状金属硫化物,都具有较高的理论比容量,而碳材料的引入有助于改善硫化物的导电性和结构稳定性,从而提高材料的电化学性能。然而,Na+和K+在硫化物中的传输较为缓慢,此外,放电产物容易产生“穿梭效应”,导致反应动力学缓慢和容量衰减等问题。如何通过合理设计MOFs前驱体的结构、组分以及后处理工艺,使其衍生的金属硫化物具有丰富的多级孔道、高的电子导电性和稳定的物理结构,将会是金属硫化物的主要研究方向之一。

3.3 金属硒化物

金属硒化物作为转化型负极同样备受关注,其与硫化物具有相似的物理化学性质。与硫相比,硒元素具有较强的电子导电率(1×10-5 S/m)以及弱的电负性(2.5),因此金属硒化物具有更高的能量密度与更快的电化学反应动力学[118]。此外,与氧化物和硫化物相比,金属-Se键的键强相对较弱,在充放电过程中有利于键的断裂和转换反应的发生。但金属硒化物和其他转换型负极一样,在充放电过程中同样存在体积效应,导致循环性能下降。以高比表面和高孔隙率的MOFs为模板制备金属硒化物,可以对其微观结构和化学组成进行优化,实现高比容量和长循环的电化学性能[119,120]。

利用MOFs制备金属硒化物通常有两种方式。一种是MOFs与硒源均匀混合后经一步反应直接得到。例如,Fan等[121]将Ni-MOF和硒粉分别分散在去离子水和KOH水溶液中,均匀混合后进行水热反应,得到八面体结构的NiSe2。在水热过程中Ni-MOF与硒粉在液相环境下反应更加均匀。所得NiSe2八面体经过500次循环后的储锂容量为461 mAh·g-1。然而,纯金属硒化物的电子导电性较差,电化学性能需进一步提高。为了提高导电性,可以将MOFs前驱体在保护气氛下进行硒化处理,得到相应的碳复合电极。Yang等[122]以1,3,5-苯三甲酸和硝酸铋为原料合成Bi-MOF,原位硒化得到多孔碳复合的Bi2Se3(图4)。多孔碳不仅具有稳定Bi2Se3、抑制其团聚的作用,还可为离子扩散和电子迁移提供高速通道。所得Bi2Se3@C在锂/钾离子电池中表现出出色的电化学性能。此外,同样可将金属硒化物与氮掺杂的碳材料进行复合,利用氮掺杂碳材料的高电化学活性来改善其性能。Zhou等[123]将Co-MOF、硒粉和双氰胺混合后,经煅烧制备出CoSe/Co@NC复合材料,高导电性和高电化学活性的氮掺杂碳与金属硒化物复合,提高了整个电极的导电性,进而改善了电极的电荷存储能力。然而,上述材料经过500次循环后仍然出现明显的体积膨胀,导致循环性能有下降的趋势。为了进一步提升循环性能,可以引入外来碳源,利用外来碳源和热解碳的协同增强作用,改善电极的结构稳定性。Yang等[124]首先将Co-MOF与CNTs复合得到珍珠串状的前驱体,经过高温硒化后得到了CNTs/CoSe2@NC复合材料。CNTs将分散的CoSe2@NC颗粒连接在一起,形成互联导电网络,提高了电子传输速率。用于SIBs时,CNTs/CoSe2@NC经过120次循环后仍保留404 mAh·g-1的比容量。而没有CNTs的CoSe2@NC容量仅为83 mAh·g-1。此外,将双金属MOFs在保护气氛下进行硒化处理,同样可以得到双金属硒化物,并实现其与碳材料的原位复合。而双金属硒化物相对于单金属硒化物往往表现出更加优异的电化学性能。例如,Wang等[125]制备出Fe-Mn-MOF与碳纳米管的复合材料,经过硒化得到Fe-Mn-Se/碳纳米管。其中Fe-Mn-Se球是由更细小的纳米颗粒组装而成,同时相互之间留有间隙形成多孔结构,多孔Fe-Mn-Se纳米球进一步由碳纳米管串联在一起,形成相互连通的导电网络。用于PIBs负极时具有411 mAh·g-1的高容量。除了碳材料以外,在制备金属硒化物的过程中还可以引入稳定性高的组分,利用二者之间的协同效应来改善硒化物的电化学性能。例如,Zhao等[126]在Co-MOF的表面包覆TiO2,之后硒化制备得到CoSe2@NC@TiO2复合材料。TiO2涂层进一步增强结构的稳定性,循环200次后仍可保持374 mAh·g-1的高储钠容量。

另一种方式是首先将MOFs煅烧得到碳基复合材料,然后再将其与硒粉共烧得到金属硒化物/碳复合材料。例如,Li等[127]首先将Co-MOF在氮气中碳化制备Co@C复合材料,再与Se粉混合煅烧得到CoSe@C,其中CoSe均匀分布在多孔碳基体内,有效抑制了CoSe纳米颗粒的团聚以及体积变化,同时碳基体还可加快电子传输。作为SIBs负极材料时,CoSe@C经过100次循环后仍保持341 mAh·g-1的可逆容量。Yang等[128]将Ni-Co-MOF进行高温碳化,得到多层碳负载的NiCo纳米颗粒,然后高温硒化得到Ni3Se4/C和CoSe2/C的杂化结构。研究发现,多级碳基体在第一步碳化时可有效抑制颗粒的团聚与长大,在第二步硒化后结构没有发生明显变化,这有助于加快电极反应动力学,保证结构完整性。在300次循环后,所得电极保持2061 mAh·g-1的储锂比容量,而且多次充放电循环后发现,纳米颗粒仍然稳定分散在碳基体内。

金属硒化物的电化学活性高于氧化物和硫化物,其反应动力学更快,通常表现出优异的倍率特性。然而,目前报道的MOFs衍生的金属硒化物制备工艺较为复杂,制备成本较高,限制了其应用。而且在高负载量下硒化物的性能普遍较低,这主要是由于电极厚度增厚时,离子和电子的传输受到抑制,导致电极反应动力学下降,材料利用率低。借助MOFs的多孔结构对金属硒化物进行改性,通过孔结构调控,可以增加活性位点和改善电荷传输,从而提高活性物质利用率。进一步复合纳米纤维和碳纳米管等高导电材料构建三维网络,有利于提高整体电荷的迁移率。因此,采用MOFs结构调控和三维导电网络设计的联合改性机制,未来有望极大提升金属硒化物在高负载量下的电化学性能。

3.4 金属磷化物

近年来,金属磷化物用作碱金属离子电池负极展现出巨大的潜力。磷元素在地壳上分布均匀、储量丰富、成本低,而且金属磷化物具有低的氧化还原电位和高的理论容量(如FeP为926 mAh·g-1;CoP为894 mAh·g-1)[129]。然而,金属磷化物在电化学反应时的巨大体积膨胀会导致结构的急剧粉化,同时磷化物自身的导电性较差,限制了倍率性能的提升。因此,设计具有快速电子/离子传输通道、稳定空间结构的金属磷化物电极材料,是当前的研究热点之一。而MOFs材料凭借其孔道结构丰富、比表面积大以及有机配体分布均匀的特点,成为了制备金属磷化物的理想前驱体。目前,研究者们利用MOFs前驱体已经制备出包括FeP[130]、CoP[131]、NiCoP[132]等在内的一系列金属磷化物。提升性能的方式之一是构建多孔的微纳结构,促进电解液的充分浸润和离子快速传输,同时维持高的机械性能。Li等[32]在合成Fe-MOF的过程中加入红磷,得到了包覆红磷颗粒的Fe-MOF@P,经高温煅烧后转化成具有丰富孔结构的FePx@P复合材料,经过80次循环后的储锂容量为1283.9 mAh·g-1。此外,MOFs在保护气氛下高温碳化所得碳基体可以提高磷化物的电子传输,同时缓解充放电过程中的体积变化,提高电极稳定性。Wang等[133]通过热解植酸(PA)@ZIF-67的复合物获得CoP/C纳米盒(图5)。在热解过程中PA@ZIF-67演变成中空纳米盒,增加了电解液/电极接触面积。此外,以PA作为磷源制备CoP/C纳米盒可以减少成分误差。CoP/C纳米盒用作LIBs负极时具有超高比容量和出色的循环稳定性(在500 mAh·g-1下经过1000次循环后为523 mAh·g-1)。引入外来碳源,同样可以进一步增强MOFs衍生磷化物的性能。例如,Ge等[134]首先利用聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)对泡沫镍(NF)进行改性使其表面带有正电荷,然后通过静电吸引与GO结合得到GO-NF,之后在制备Co-MOF时加入GO-NF,使Co-MOF在GO-NF表面均匀成核生长,最后得到具有核壳结构的CoP@C-RGO-NF,其表现出优异的储钠能力。

类似于前述的氧化物、硫化物,除了单金属磷化物以外,利用MOFs为模板同样可以制备双金属磷化物,利用不同金属元素或者不同金属磷化物之间产生的协同效应,改善电极的电化学活性和结构稳定性。例如,Duan等[132]通过刻蚀ZIF-67使得Co2+析出并与Ni2+共沉淀为NiCo-LDH纳米片,随着反应的不断进行,内部模板消失成为中空结构,最后用NaH2PO2磷化,成功制备出NiCoP纳米笼。磷化后保持了前驱体完整的结构,同时片与片相互交联产生丰富的多孔通道,为离子提供快速扩散通道。NiCoP纳米笼在100次循环后具有622 mAh·g-1的高储锂容量。然而金属磷化物的导电性不足,需复合高电导率的组分,如碳材料等来弥补这一缺陷。Li等[135]以铁基普鲁士蓝(PB)为模板在其表面原位生长Co(OH)2,形成立方结构的Co(OH)2@PB复合材料。为了在电极内部形成高速的导电网络,进一步将Co(OH)2@PB进行表面正电荷功能化,然后再通过静电相互作用与氧化石墨烯相互结合,最后利用次磷酸钠进行磷化得到石墨烯包覆的、具有分级孔结构的RGO/CoP/C-FeP复合材料。磷化物的这种复合结构在组分和微观结构上具有显著的协同效应,丰富的孔道结构为Na+的快速嵌入/脱出提供通道,同时缓解体积膨胀带来的应力,CoP和FeP间的异质界面可以提供额外的活性位点,而超薄石墨烯纳米片与CoP/C-FeP颗粒的紧密结合为电荷转移提供高速通道。应用于SIBs负极时,RGO/CoP/C-FeP在0.1 A·g-1下循环200次后还保持285 mAh·g-1比容量。

基于MOFs的衍生策略可从多孔结构、碳复合等方面对金属磷化物进行改性,进而提升其电化学性能。但仍然存在容量低和电化学反应机理不明确等问题。通过合理设计MOFs前驱体的结构和优化热处理工艺,制备纳米级金属磷化物和碳的复合材料,可以增加材料的活性位点,同时促进电子/离子的传输,进而提高反应动力学和容量。针对金属磷化物的电化学机理不明确的问题,借助原位光谱和原位电镜等技术,实时观测反应过程中结构和成分的变化,可以清晰地阐明磷化物的反应机理。上述结果可以协助指导MOFs衍生策略的制备工艺,从而获得性能优异的金属磷化物负极材料。

3.5 其他金属化合物

除了上面提到的4类转换型材料,利用MOFs材料还可以衍生制备其他类型的金属化合物,如金属碳化物[136]、氮化物[137,138]等,它们作为碱金属离子电池的负极同样具有显著的性能优势和应用潜力。但MoC通常需要高温的制备条件,这会导致纳米晶粒的严重团聚和长大,从而降低材料的活性表面积同时不利于离子的快速传递,因此需要设计特殊的结构来抑制MoC纳米颗粒的团聚。而以Mo基MOFs作为前驱体,利用有机配体高温碳化所得原位包裹的碳层能减少MoC纳米颗粒在高温过程中的团聚和长大,提高MoC材料的活性位点和电子导电性。Qi等[139]利用均苯三甲酸与六羰基钼在高温磁力搅拌中形成Mo-MOF。然后在保护气氛中煅烧制得石榴状MoC@C复合材料。石榴状结构可减少SEI膜形成对电解液的消耗,同时有利于促进Li+的扩散。在200 mA·g-1的电流密度下,MoC@C有647.3 mAh·g-1的可逆容量。为了进一步提高碳化物/碳复合电极的电化学性能,同样可以进行杂原子掺杂,来改善其电子导电性和电化学反应动力学。Qiu等[140]利用磷钼酸为金属源,三聚氰胺为有机配体制备了Mo-MOF,经过氮气气氛下煅烧与Fe2+刻蚀得到中空分层氮掺杂碳复合MoC微球(NC/MoCxNy)。在纳米结构中,具有中空结构的氮掺杂碳基体可以缓冲MoCxNy纳米颗粒的体积变化,抑制其聚集,缓解其在嵌入与脱出的过程中的体积膨胀。此外,在第一性原理的计算中,相比于未掺杂氮的MoC,NC/MoCxNy显示出更低的Na+吸附结合能。在0.16 A·g-1电流密度下进行200次循环后,其比容量为410 mAh·g-1,显示出良好的循环稳定性。然而,上述电极的比容量仍然较低。研究发现,不同组分的金属化合物进行复合,构筑成异质结构,可以调控界面处的电荷传输,加快电极反应动力学。Yang等[141]以(NH4)6Mo7O24·4H2O和苯胺合成了棒状Mo3O10(C6H5NH3)2·2H2O前驱体,然后煅烧制备了MoO2/Mo2C/C复合纳米线(图6)。独特的纳米线结构为Li+输运缩短了路径,同时碳包覆稳定材料的整体结构,使材料作为LIBs负极时具有较高的比容量与循环稳定性,经过320次循环后,可逆容量为950 mAh·g-1。

金属氮化物、碳化物作为碱金属离子电池负极材料,具有较高的理论比容量。以MOFs为前驱体制备的金属氮化物和碳化物具有高的比表面积、丰富的孔结构,还可以实现原位碳复合,从而显著改善其电化学活性和稳定性。然而,与氧化物和硫化物相比,金属氮化物和碳化物在碱金属离子电池负极上的研究相对较少,其电化学反应机理尚不明确。因此,基于MOFs合成更多类型的金属氮化物和碳化物,并研究其能源存储特性,未来将会是研究的热门方向之一。

4 MOFs衍生制备转换型负极的性能提升策略

具有周期性网络结构、高孔隙率和可调化学组成的MOFs为转换型材料的结构设计和性能优化提供了一种有效的思路,在转化过程中MOFs的衍生物可以很好地继承MOFs前驱体的结构特点。首先,MOFs结构的多样性和可设计性为构建复杂纳米结构的转换型材料打下了基础,包括低维纳米结构、中空结构和多孔结构等,独特的微纳结构可以赋予电极材料高的活性表面积、快速的离子扩散通道和高的机械性能;其次,MOFs化学组成的可调性有利于制备异质结构的金属化合物,不同物相之间的协同效应有助于加快离子传输与提高电极反应动力学;最后,MOFs材料自身的有机配体可以原位转化为碳材料,紧密复合在金属化合物周围,提高整个电极的电子导电性。此外,还可以将MOFs材料复合外来碳源,进而构建多级碳结构协同增强的复合电极。

4.1 纳米结构工程

纳米结构设计是提升转换型负极电化学性能的重要途径之一,也是研究最为广泛的策略。纳米结构的负极材料具有大的比表面积,可以增加电荷存储的活性位点和缩短离子扩散路径,加快电极反应动力学。此外,多孔的微纳结构在一定程度上可以缓解因离子脱嵌产生的内应力,提高电极结构的稳定性。然而,在制备纳米材料的过程中通常会发生团聚现象,导致材料的活性位点无法被充分利用。采用MOFs材料高孔隙率与结构可控的特性制备纳米结构的金属化合物,可以有效解决纳米颗粒的团聚问题。因此,MOFs衍生的纳米结构负极在碱金属离子电池领域有着广阔的发展前景。

4.1.1 一维纳米结构

一维纳米结构包括纳米线、纳米棒、纳米纤维、纳米管等,该结构具有较小的径向尺寸与较长的轴向尺寸,因此电子在轴向方面可以更快地传递,同时离子在径向方面能更快地嵌入与脱出,增加材料的倍率性能。此外,一维纳米结构还能有效地缓解充放电循环时产生的体积膨胀,提高电极材料的循环稳定性。例如,Zhou等[142]以Co(NO3)2·6H2O、1,3,5-苯三甲酸和4,4-联吡啶为原料制备了一维棒状结构Co-MOF,之后硫化制备CoS/C纳米棒。其中超细的CoS纳米颗粒(平均尺寸约7 nm)嵌在多孔的一维碳纳米棒中,既能防止CoS颗粒的团聚,又能缩短Na+扩散距离。CoS/C纳米棒在1 A·g-1下具有542 mAh·g-1的比容量,即使是在4 A·g-1时,仍保持356 mAh·g-1的高储钠容量。Ma等[143]在泡沫镍上垂直生长出一维的Co-MOF纳米线阵列,然后高温煅烧使其转化为多孔Co3O4纳米线。一维纳米线结构为Li+存储提供丰富的活性位点,并极大缩短充放电过程时离子的扩散路径。

上述提及的工作均是直接制备一维结构的MOFs前驱体,然后转化成一维结构的金属化合物。除此之外,对于较难合成出一维结构的MOFs材料,可以将静电纺丝技术与MOFs结合起来,纺织成具有超长一维结构的MOFs复合材料,进而转化为一维结构的金属化合物基电极材料。例如,Zhang等[144]首先将2-甲基咪唑和聚丙烯腈(PAN)通过静电纺丝得到纳米纤维,随后在纳米纤维上原位生长多面体结构的钴锌双金属MOFs。经过高温煅烧去除Zn2+得到Co镶嵌的氮掺杂碳纳米纤维,之后通过空气氧化和高温硫化得到氮掺杂碳纤维上生长的C/CoS2纳米颗粒。超长的碳纤维相互交织形成三维的导电网络结构,在抑制CoS2体积膨胀和提高导电性方面具有双重效果。所得材料用作SIBs负极时经过200次循环后还有357 mAh·g-1的比容量。此外,Chen等[145]预先制备出ZIF-67材料,然后将其加入电纺原液中直接纺成具有纳米纤维结构的ZIF-67/PAN的复合材料,最后经过两步煅烧实现Co3O4复合氮掺杂石墨碳纳米纤维的复合材料(Co3O4@NGFs),用于LIBs负极表现出优异的循环稳定性,经过100次循环后的保持率为98.5%。Park等[146]通过一锅喷雾热解工艺制备了多孔碳纳米管(CNT)微球,然后在表面包覆均匀的ZIF-67形成CNT/ZIF-67复合物,之后与硒粉煅烧得到在三维多孔CNT微球表面沉积纳米棒状CoSe2/NC复合材料(CoSe2@NC-NR/CNT)(图7)。这种多孔的结构作为SIBs电极材料时有助于钠离子的嵌入与脱出,而且碳纳米管形成三维的导电网络,为电荷传递提供方便的同时抑制了CoSe2的体积膨胀,因此在100次循环后可提供555 mAh·g-1的放电容量。

4.1.2 二维纳米结构

二维纳米片因具有高比表面积和稳定的结构被广泛关注,是一种良好的负极材料,主要有三点应用优势:(1)大比表面积有利于电解液的渗透,缩短离子扩散路径,促使材料得到的充分利用;(2)可调的带隙有利于电子传导,有效增强电极的导电性;(3)超薄的厚度使材料具有较强的机械强度和柔韧性,能释放充放电时电极材料产生的内应力。以MOFs为前驱体制备二维结构的金属化合物纳米片,具有独特的优势。在制备MOFs时,利用形貌导向剂的作用形成二维结构的前驱体,然后进行高温煅烧使有机配体分解形成富含孔洞的二维纳米片。Li等[147]以乙酸钴为金属源,1,4苯二甲酸为有机配体合成Co-MOFs纳米板,然后经过空气煅烧得到褶皱的多孔Co3O4纳米片。为了比较纳米片形貌的优异性,还制备了块状的Co3O4作为对比实验。在相同的电流密度与循环次数下,MOFs衍生的多孔Co3O4纳米片具有比块状Co3O4更加稳定的循环性能和更高的储锂容量(1477 mAh·g-1)。Fang等[148]在三维导电的泡沫镍基底上采用液相沉积的方法生长了阵列结构的ZIF-67,然后在空气中煅烧使其分解得到的Co3O4纳米片阵列。Co3O4纳米片是由众多细小的Co3O4纳米颗粒组成,有机组分的分解使得Co3O4纳米片表面富含丰富的孔洞,而且多孔纳米片与三维导电泡沫镍结合紧密,是一种良好的无黏结剂负极。当电流密度为0.5 A·g-1时,Co3O4纳米片电极经过150次循环后仍具有1217 mAh·g-1的储锂容量,即使300次后也还剩余1204 mAh·g-1,展现出极佳的循环性能。

4.1.3 中空结构

中空结构的负极最主要的优势就是比表面积大,可以极大增加离子存储的活性位点,而且内部的空腔结构能够提供缓冲金属化合物体积变化的空间,增强电极的结构稳定性。更重要的是,利用MOFs作为前驱体制备中空结构的金属化合物材料,其壳层通常具有丰富的孔结构,这非常有助于电解液充分浸润整个电极材料,同时极大缩短离子的扩散距离[149,150]。例如,Zhang等[151]利用普鲁士蓝为前驱体,在空气中进行缓慢加热制备出具有层壳结构的空心Fe2O3。高温煅烧过程中普鲁士蓝在氧化分解的同时伴随着Fe2O3晶体生长形成中空结构,极大地增加电极比表面积,而且内部的巨大空间也有效释放体积膨胀时产生的内应力。作为LIBs负极材料时,空心Fe2O3在200 mA·g-1下提供了950 mAh·g-1的比容量。Wu等[152]以Co(NO3)2·6H2O、Zn(NO3)2·6H2O和2-甲基咪唑为原料合成多面体结构的双金属ZnCo-MOFs,依次经过保护气氛煅烧、空气气氛保温和降温后,最终转化为空心结构的ZnxCo3-xO4多面体。在热分解过程中,ZnxCo3-xO4继承了MOFs原有的多孔结构,同时有机配体的缓慢分解导致内部形成中空结构,使材料具有更高的比表面积和丰富的电化学活性表面,用于LIBs负极表现出显著提升的储锂能力。

以MOFs为前驱体不仅可以合成简单的单壳层中空结构,还可以制备更加复杂的空心结构,比如核壳结构、多壳层结构等。与简单空心结构相比,复杂空心结构的壳核之间具有更加明显的协同效应,此外内部壳层可以进一步增加材料的活性位点,从而提高电极利用率及体积能量密度。例如,Zhang等[153]利用普鲁士蓝与不同浓度的NaOH反应,得到了不同层数的核壳Fe(OH)3六面体结构。然后在空气中退火得到不同层数核壳Fe2O3六面体(图8a~d)。在相同的电流密度与循环次数下,多壳层Fe2O3具有比单壳层更高的比容量。这是由于壳层数越多,整个电极材料能够利用的活性位点越多,因而单位质量所能提供的容量也就越多。同样地,Guo等[154]通过表面离子交换反应制备出NiCo基双金属MOFs,经过煅烧得到三层中空的CuO@NiO复合材料,LIBs测试发现多层中空结构可以有效地缓解Li+脱嵌带来的体积膨胀,展现出优异的循环性能。通过调控MOFs材料的热处理工艺,还可以获得具有核壳结构的金属化合物,核壳结构相比于中空结构内部活性物质能更多地参加电化学反应,同时具有的空间也可以缓解体积膨胀,增加活性物质与电解液接触面积。例如,Kong等[155]直接在空气下煅烧Ni基MOF得到微米级蛋黄壳结构的NiO(图8e,f)。在0.2 A·g-1的电流密度下具有1060 mAh·g-1的可逆容量。除了上述对空心结构的形貌和微观结构进行调控以外,还可以实现对其化学组成的控制,比如壳和核具有不同化学组成的金属化合物电极。例如,Park等[156]采用Ni2+刻蚀ZIF-67使其与Co2+发生共沉淀,得到方形的核壳结构,最后在Ar/H2混合气氛下与硒粉反应获得核壳结构的复合电极,其中内核和外壳的组分分别是CoSe2与(NiCo)Se2。离子刻蚀与煅烧两步制备的双层中空结构在增加材料表面积的同时可以与电解液充分接触,缩短离子的扩散路径。该复合电极在0.2 A·g-1下经过80次循环后仍具有661 mAh·g-1的储钠容量。

研究发现,多种纳米结构的复合更加有利于提高负极材料电化学性能。比如,纳米管就结合了中空结构与一维纳米结构的优点,能有效缓解材料体积膨胀与增加材料比表面积。Huang等[157]首先制备出铁镍双金属MOFs纳米棒,然后在表面沉淀Fe-MIL-88,最后在空气中煅烧形成中空纳米管NiFe2O4/Fe2O3复合材料。NiFe2O4/Fe2O3中空纳米管是由直径大约78 nm的纳米颗粒组合而成。在100 mA·g-1的电流密度下可以实现936.9 mAh·g-1的可逆储锂比容量。该结构的高比容量主要源于中空结构与纳米棒结构的双重效果。此外,Xu等[158]以Fe-MOF纳米棒为前驱体,通过简单的化学沉淀法使TiO2包裹在上面,之后煅烧有机物分解为CO2和水,水蒸气挥发形成管状结构,最后硫化形成三元FeS@TiO2@C纳米管材料。这种中空棒状结构大大增加了材料的比表面积,使得材料内外表面与电解液充分接触,极大地缩短钠离子扩散距离。作为SIBs负极材料,经过150次循环之后还保留444 mAh·g-1的比容量。

4.2 异质结构工程

将两相及两相以上的化合物整合在一起,构建具有异质结构的复合电极是提升转换型负极电化学性能的有效方式,而MOFs前驱体独特的配位化学和可调的化学组成为异质结构金属化合物的构筑提供了理想的模板。目前,研究者以MOFs为前驱体已经制备出一系列异质结构的金属化合物基复合电极,比如NC@Co3O4/Co[159]、Cu2-xSe@CuO[160]等,它们在碱金属离子电池领域均表现出优异的性能。在异质结构中,不同带隙组分之间的结合界面势能较低,可以使电子/离子更快地穿过电极的表界面,进而提高电极的电化学活性和反应动力学,因此用作碱金属离子电池负极时往往表现出比单一物相更高的比容量与循环性能。利用MOFs作为前驱体制备异质结构的金属化合物,通常有两种方法。第一种是在制备MOFs时便加入两种及以上不同的金属离子与有机配体共沉淀,然后将合成的双金属MOFs材料煅烧得到异质结构的金属化合物或者金属化合物基复合材料。例如,Sun等[161]在高温下以微波辐射法,在磁力搅拌条件下制备中空Fe-Zn-MOF,然后硫化得到硫掺杂碳包覆的FeS2/ZnS中空球(Fe-Zn-S@S-C)。FeS2和ZnS在循环过程中产生显著的协同作用,促进电子传输并增加可逆容量。相比于单一FeS2或ZnS电极,异质结构的Fe-Zn-S电极在200次循环后保持高达1321 mAh·g-1的储锂容量。Zhang等[162]利用ZIF-8@ZIF-67为前驱体,与硒粉1∶2的比例煅烧合成了具有核-壳结构的ZnSe@CoSe2/NC复合材料(图9)。核-壳结构的氮掺杂碳结构中原位生长了ZnSe和CoSe2纳米粒子,不仅提供了丰富的活性位点,还缩短了电解液中离子的扩散速率,同时,复合氮掺杂碳也进一步提高了材料导电性和电极倍率性能。此外,ZnSe和CoSe2两种成分形成的异质结构也加速了电子的迁移速率。相比于单纯的ZnSe/NC和CoSe2/NC材料,ZnSe@CoSe2/NC负极在电流密度为0.1 A·g-1时,100次循环后可逆储钠容量为499.1 mAh·g-1。此外该电极在1.0 A·g-1时,经过4000次循环后,仍能保持273.5 mAh·g-1的可逆储钠容量。Wang等[163]制备Cu-MOF的同时加入Ce(NO3)3·6H2O发生共沉淀,之后经过N2与空气中的煅烧得到CuO/Cu2O@CeO2复合材料。制备过程中巧妙地设计煅烧工艺将CuO与Cu2O复合,构建不同成分的异质结构。两种成分的交界处产生晶格畸变与电荷重新分布,使得Na+更容易吸附与传递,从而增加反应动力学,所得异质结构电极在0.3 A·g-1时的比容量为473 mAh·g-1。

第二种方法是在制备出MOFs材料以后,再次引入外来的金属化合物,这类方法为异质结构金属化合物的制备提供了无限可能性,极大地丰富了异质结构的类型。例如,Chen等[164]首先用简单热溶剂法制备出MoO3微米棒,然后浸泡在硝酸钴和2-甲基咪唑溶液中,将所得Co-MOFs沉积在MoO3微米棒表面上。在Ar/H2混合气氛下与硒粉煅烧生成介孔层状MoSe2@CoSe/NC复合材料。其中利用Co-MOFs可以在复合结构中得到CoSe与氮掺杂碳,在煅烧的过程中MoSe2和CoSe形成杂化结构,产生非均匀界面,有利于提高反应动力学与离子传输速率。由于不同组分间的协同作用,MoSe2@CoSe/NC在2 A·g-1的高电流密度时,循环300次后的储钠容量为398 mAh·g-1,容量保持率为91.4%。

4.3 碳材料复合

转换型金属化合物电极普遍存在的问题就是电子导电性较差,导致电极极化,进而影响电极的库仑效率、可逆容量和倍率性能等,极大地限制了转换型负极的实际应用。为了提高转换型负极的电子导电性,将其与高导电碳材料进行复合是最有效、最常用的手段。此外,碳材料作为柔性的基体相,还有助于释放离子脱嵌过程中产生的内应力,维持整个电极的结构完整性和稳定性。近年来,以MOFs为前驱体制备碳复合的金属化合物基复合负极材料,取得了一系列成果。根据碳材料复合方式的不同,MOFs衍生制备碳基复合电极的方法可以分为两类:(1)利用MOFs材料本身的有机组分作为碳源,通过高温加热的方式使其原位碳化,得到碳基复合材料;(2)在材料制备过程中额外引入其他碳源,包括氧化石墨烯、碳纳米管等碳材料,以及聚丙烯腈、聚吡咯等可以发生高温碳化的高分子聚合物。

在MOFs材料中金属离子通过配位键与有机配体相连形成多孔的三维周期性结构,在高温环境下化学键会发生断裂,从而导致金属元素析出,同时有机配体发生原位碳化并保留原有的孔道结构,最终在金属化合物纳米颗粒周围形成紧密结合的、多孔的碳质基体。紧密结合的碳材料可以加快电子的传输和收集,而丰富的孔道结构则有助于离子的快速扩散,进而改善金属化合物的电化学性能。例如,Wang等[165]采用乙酸锌与乙酸锰为金属源,均苯三甲酸为有机配体共沉淀合成双金属Zn-Mn-MOFs,通过调节所加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的含量得到特殊的多层中空磁盘状结构,最后经过高温煅烧得到保留原有形貌的ZnxMnO@C复合材料(图10)。在该结构中,ZnxMnO纳米晶紧密嵌入到多孔碳载体的内部,有利于释放充放电时产生的内应力并加快电子的传递速率,提高材料的倍率性能。用于LIBs负极时,所得复合电极在0.5 A·g-1下经过500次循环后仍具有853 mAh·g-1的可逆容量。此外,氮元素掺杂可以改善碳材料的电化学活性,同时提高电极的导电性,而通常在MOFs自衍生的碳材料中将氮掺杂与多孔碳两种调节成分的方法一起使用。比如,有机配体2-甲基咪唑具有含氮基团,经过煅烧可得到氮掺杂的多孔碳材料[166]。同样地,Zhou等[167]以ZIF-8为前驱体煅烧制备NC/ZnO复合材料,为了验证氮元素对于碳结构的影响,还制备了以葡萄糖为碳源的C/ZnO和纯ZnO。研究证明,ZIF-8衍生的多孔N掺杂碳骨架不仅可以提高ZnO的电子导电性,而且可以为Li+提供高速的扩散通道,并且抑制充放电中产生的体积变化。Wang等[168]直接将ZIF-67进行高温煅烧得到氮掺杂碳复合的金属Co,然后通过高温硫化形成CoS2@NC,作为LIBs负极材料时,经过50次循环后仍然保持560 mAh·g-1的容量。

除了利用MOFs本身碳化所得的碳材料,越来越多的研究者将目光集中于外来碳源,结合外来碳源和自身碳化所得碳基体的协同增强作用,可以进一步提升金属化合物负极的电化学性能。例如,Zhao等[169]利用静电效应在石墨烯上锚定Co2+后加入有机配体形成Co-MOF纳米线,最后磷化得到具有分级微/纳米结构的CoP@NC/rGO复合材料。石墨烯的包裹不仅极大地缓解了CoP纳米颗粒的体积变化,而且减少了粒子的团聚,增加了循环的稳定性与材料的利用率。石墨烯和MOF热解碳的双重保护使得CoP@NC/rGO得到高达733 mAh·g-1的储锂容量。除了直接复合碳材料以外,还可以将MOFs前驱体与高分子聚合物复合,然后通过高温碳化的方式得到双重碳复合的金属化合物。例如,Atangana等[170]将硝酸钴、2-甲基咪唑和PAN混合制备得到了ZIF-67@PAN纺织纤维。通过高温煅烧与硒化得到Co0.85Se@CNFs,其中超长的碳纳米纤维相互交织形成三维的导电网络,有利于电子的快速传导,而且Co0.85Se的中空结构被包覆在碳纳米纤维中,独特的内中空、外包覆的复合结构能抵消更多的体积膨胀产生的应力。Co0.85Se@CNFs纳米复合材料经100次脱/嵌钾离子循环后仍然具有353 mAh·g-1的高可逆容量。Zhang等[171]通过简单的液相沉积法分别制备了ZIF-8、ZIF-67,然后在其表面包覆一层PPy后进行高温煅烧,使得PPy和有机配体分解碳化,最后进行二次煅烧得到多边形的ZnO@C和Co3O4@C结构。MOF衍生与PPy碳化共同产生的碳包覆多孔金属氧化物,形成双重防护抑制体积变化,使材料具有优良的导电性和稳定的循环性能。ZnO@C和Co3O4@C在250 mA·g-1下循环500次后,分别获得了526和721 mAh·g-1的可逆储锂容量。综上可以看到,这种加入外来碳源的复合材料对于性能提升起到良好的效果,产生多重优势,提高了电子与离子的迁移速率,改善了电极反应动力学。

5 结论和展望

基于氧化还原反应的转换型负极材料具有比嵌入型负极更高的理论容量,以及更低于合金型负极的体积效应等优势,在碱金属离子电池领域具有巨大的应用潜力。然而,转换型负极的发展和应用仍然受到以下两个因素的限制:一是电子导电性较差,二是充放电过程中的体积效应。这使得转换型负极材料高比容量的优势难以充分发挥。MOFs材料由于其孔道结构可控、化学成分可调、比表面积大等一系列优点,被认为是制备金属化合物的理想前驱体,可以实现对金属化合物物理结构和化学组成的优化和调控。因此,本文从3种碱金属离子电池(即LIBs、SIBs和PIBs)的简单介绍开始,总结了近些年MOFs衍生制备金属氧化物、硫化物、硒化物、磷化物等各类金属化合物及其作为碱金属离子电池负极的应用情况,最后综述了低维纳米结构、中空结构、异质结构、碳材料复合等策略在MOFs衍生制备金属化合物方面的研究进展,系统阐述了MOFs作为前驱体制备金属化合物电极材料的独特优势。

尽管MOFs衍生制备转换型负极已经取得了巨大的进步,但是这类材料距离实际应用仍存在亟需解决的问题。(1)MOFs衍生转换型负极材料的电子导电性还有待提高,导电性直接影响电极的倍率性能与可逆容量。目前,利用MOFs自身转化的碳材料和复合外来碳源可以实现电荷的高传输速率,提高电极的导电性。(2)以MOFs为模板可以可控制备具有特殊纳米结构的转换型材料,包括核壳结构、多层中空结构、一维纳米结构等。但是这些纳米结构电极在充放电过程中的作用机理还有待于进一步研究。通过研究不同类型的纳米结构电极与电化学性能的相互关系,设计最佳的纳米结构,进而获得最优的电化学性能。原位电镜和原位电化学分析技术可以实时观测电极组分和结构的演变过程,为这一领域的研究提供强有力的技术支持。(3)MOFs衍生的金属氧化物一般会继承MOFs前驱体原有的结构和形貌,但调控煅烧时的升温速率、降温速率、保温时间、煅烧气氛、煅烧温度等会对材料的结构和成分产生巨大的影响。因此,如何优化工艺参数,实现金属化合物结构和组成的精准调控,还有待更进一步研究。(4)多金属MOFs的衍生物相对于单金属MOFs的衍生物往往表现出更加优异的电化学性能。然而,不同金属元素或者不同金属化合物间的协同作用机制还不明确,这对性能的优化和金属化合物电极的结构设计至关重要。理论计算可以为上述研究提供强有力的理论支撑,同时原位光谱技术可以为电化学机理研究提供合理可信的数据支撑。虽然基于MOFs衍生制备的转换型负极存在上述问题有待解决,相信随着先进制备技术和表征技术的发展,上述问题都能够得到有效解决,最终推动MOFs衍生的转换型负极在碱金属离子电池上的实际应用。

参考文献

原文顺序 | 出版日期 | 本文引用
[1]

Zhao R, Liang Z B, Zou R Q, Xu Q. Joule, 2018, 2(11): 2235.

[2]

Yap M H, Fow K L, Chen G Z. Green Energy Environ., 2017, 2(3): 218.

[3]

Cao B, Li X F. Acta Phys. Chimica Sin., 2020, 36(5): 89.
[4]

(曹斌, 李喜飞. 物理化学学报, 2020, 36(5): 89.)
[5]

Goodenough J B. Nat. Electron., 2018, 1(3): 204.

[6]

Zhong M, Kong L J, Li N, Liu Y Y, Zhu J, Bu X H. Coord. Chem. Rev., 2019, 388: 172.

[7]

Li X X, Zheng S S, Jin L, Li Y, Geng P B, Xue H G, Pang H, Xu Q. Adv. Energy Mater., 2018, 8(23): 1800716.
[8]

Li J H, Zhang J, Rui B L, Ling L, Chang L M, Nie P. Prog. Chem., 2019, 31(9): 1283.
[9]

(李佳慧, 张晶, 芮秉龙, 林丽, 常立民, 聂平. 化学进展, 2019, 31(9): 1283.)

[10]

Lei Y, Han D, Qin L, Zhai D Y, Kang F Y. Carbon, 2020, 159: 686.
[11]

Liang J M, Guo Y M, Wang M X, Hillidge , Zhang L J. Energy Storage Sci. Technol., 2019, 8(5): 813.
[12]

(梁菊梅, 郭雨萌, 王明暄, 希利德格, 张丽娟. 储能科学与技术, 2019, 8(5): 813.)
[13]

Zhao M T, Huang Y, Peng Y W, Huang Z Q, Ma Q L, Zhang H. Chem. Soc. Rev., 2018, 47(16): 6267.

[14]

Ma Y M. Energy Storage Sci. Technol., 2019, 8(3): 488
[15]

(马艳梅. 储能科学与技术, 2019, 8(3): 488.)
[16]

Kim J, Nithya Jeghan S M, Lee G. Microporous Mesoporous Mater., 2020, 305: 110325.
[17]

Tai Z X, Zhang Q, Liu Y J, Liu H K, Dou S X. Carbon, 2017, 123: 54.

[18]

Sun B, Zhang Q, Xiang H, Han F, Tang W, Yuan G M, Cong Y, Fan C L, Westwood A, Li X K. Energy Storage Mater., 2020, 24: 450.
[19]

Xie F, Xu Z, Jensen A C S, Au H, Lu Y X, Araullo-Peters V, Drew A J, Hu Y S, Titirici M M. Adv. Funct. Mater., 2019, 29(24): 1970164.
[20]

Xie X, Qi S H, Wu D X, Wang H P, Li F, Peng X X, Cai J F, Liang J J, Ma J M. Chin. Chem. Lett., 2020, 31(1): 223.

[21]

Liu C, Xiao N, Wang Y W, Li H Q, Wang G, Dong Q, Bai J P, Xiao J, Qiu J S. Fuel Process. Technol., 2018, 180: 173.

[22]

Zou G Q, Jia X N, Huang Z D, Li S M, Liao H X, Hou H S, Huang L P, Ji X B. Electrochimica Acta, 2016, 196: 413.

[23]

Li J P, Li Y J, Ma X D, Zhang K, Hu J H, Yang C H, Liu M. Chem. Eng. J., 2020, 384:123328.
[24]

Liu X, Zhang S C, Xing Y L, Wang S B, Yang P H, Li H L. New J. Chem., 2016, 40(11): 9679.

[25]

YongJian W U, RenHeng T, WenChao L I, Ying W, Ling H, Liu Zhang O. J. Alloy. Compd., 2020, 830.
[26]

Zhang X J, Wang M, Zhu G, Li D S, Yan D, Lu T, Pan L K. Ceram. Int., 2017, 43(2): 2398.

[27]

Zhong W, Tao M L, Tang W W, Gao W, Yang T T, Zhang Y Q, Zhan R M, Bao S J, Xu M W. Chem. Eng. J., 2019, 378: 122209.
[28]

Wang H, Wu X, Qi X J, Zhao W, Ju Z C. Mater. Res. Bull., 2018, 103: 32.

[29]

Wang H, Xing Z, Hu Z K, Zhang Y, Hu Y, Sun Y W, Ju Z C, Zhuang Q C. Appl. Mater. Today, 2019, 15: 58.
[30]

Tian W F, Wang L, Huo K F, He X M. J. Power Sources, 2019, 430: 60.

[31]

Chandra C, Kim J. Chem. Eng. J., 2018, 338: 126.

[32]

Luo F, Liu B N, Zheng J Y, Chu G, Zhong K F, Li H, Huang X J, Chen L Q. J. Electrochem. Soc., 2015, 162(14): A2509.

[33]

Wang Y, Wang C Y, Wang Y J, Liu H K, Huang Z G. J. Mater. Chem. A, 2016, 4(15): 5428.

[34]

Li T, Bai Y L, Wang Y, Xu H, Jin H. Coord. Chem. Rev., 2020, 410: 213221.
[35]

He H B, Li R, Yang Z H, Chai L Y, Jin L F, Alhassan S I, Ren L L, Wang H Y, Huang L. Catal. Today, 2021, 375: 10.

[36]

Li Z Q, Yin L W. Energy Storage Mater., 2018, 14: 367.
[37]

Wang H, Qian X K, Wu H Y, Zhang R H, Wu R B. Appl. Surf. Sci., 2019, 481: 33.

[38]

Denis D K, Wang Z L, Sun X, Zaman F U, Zhang J Y, Hou L R, Li J, Yuan C Z. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11(35): 32052.

[39]

Zhong M, Yan J W, Wu H X, Shen W Z, Zhang J L, Yu C L, Li L, Hao Q E, Gao F, Tian Y F, Huang Y, Guo S W. Fuel Process. Technol., 2020, 198: 106241.
[40]

Wu Z R, Wang L P, Huang J, Zou J, Chen S L, Cheng H, Jiang C, Gao P, Niu X B. Electrochimica Acta, 2019, 306: 446.

[41]

Tian J J, Yang H, Fu C M, Sun M L, Wang L N, Liu T X. Compos. Commun., 2020, 17: 177.

[42]

Yuan D M, Cheng J L, Qu G X, Li X D, Ni W, Wang B, Liu H. J. Power Sources, 2016, 301: 131.

[43]

Wang W, Du Z R, Qian J C, Chen F. Mater. Lett., 2020, 259: 126827.
[44]

Batool S, Idrees M, Kong J, Zhang J X, Kong S F, Dong M Y, Hou H, Fan J C, Wei H G, Guo Z H. J. Alloys Compd., 2020, 832: 154644.
[45]

Wang F, Hu Z L, Mao L M, Mao J. J. Power Sources, 2020, 450: 227692.
[46]

Yang J, Zhang Y, Sun C C, Liu H Z, Li L Q, Si W L, Huang W, Yan Q Y, Dong X C. Nano Res., 2016, 9(3): 612.

[47]

Wang J M, Wang B B, Liu X J, Wang G, Wang H, Bai J T. J. Colloid Interface Sci., 2019, 538: 187.

[48]

Zhang W, Wang B, Luo H, Jin F, Ruan T T, Wang D L. J. Alloys Compd., 2019, 803: 664.

[49]

Gao C W, Jiang Z J, Wang P X, Jensen L R, Zhang Y F, Yue Y Z. Nano Energy, 2020, 74: 104868.
[50]

Yin W H, Li W Y, Wang K, Chai W W, Ye W K, Rui Y C, Tang B. Electrochimica Acta, 2019, 318: 673.

[51]

Han W W, Zhou Y, Zhu T, Chu H Q. Appl. Surf. Sci., 2020, 520: 146317.
[52]

Miao Y L, Zong J, Liu X J. Mater. Lett., 2017, 188: 355.

[53]

Chen Y M, Li X Y, Park K, Lu W, Wang C, Xue W J, Yang F, Zhou J, Suo L M, Lin T Q, Huang H T, Li J, Goodenough J B. Chem, 2017, 3(1): 152.

[54]

Wang Y, Li N, Hou C X, He B, Li J J, Dang F, Wang J, Fan Y Q. Ceram. Int., 2020, 46(7): 9119.

[55]

Zou G Q, Hou H S, Cao X Y, Ge P, Zhao G G, Yin D L, Ji X B. J. Mater. Chem. A, 2017, 5(45): 23550.

[56]

Jing W T, Zhang Y, Gu Y, Zhu Y F, Yang C C, Jiang Q. Matter, 2019, 1(3): 720.

[57]

Xu Y H, Zhu Y J, Liu Y H, Wang C S. Adv. Energy Mater., 2013, 3(1): 128.

[58]

Kim Y, Park Y, Choi A, Choi N S, Kim J, Lee J, Ryu J H, Oh S M, Lee K T. Adv. Mater., 2013, 25(22): 3010.

[59]

Liu S L, Zhang H Z, Xu L Q, Ma L B, Chen X X. J. Power Sources, 2016, 304: 346.

[60]

Li X W, Li S Y, Zhang Z X, Liu C Q, Qu B H, Pu J X. Mater. Lett., 2018, 220: 86.

[61]

Zhang W M, Cao P, Zhang Z H, Zhao Y J, Zhang Y, Li L, Yang K, Li X W, Gu L. Chem. Eng. J., 2019, 364: 123.

[62]

Li Z L, Zhao H L, Du Z H, Zhao L N, Wang J, Zhang Z J. J. Power Sources, 2020, 465: 228253.
[63]

Zhang W L, Zhou H H, Huang Z Y, Li S L, Wang C Q, Li H X, Yan Z H, Hou T, Kuang Y F. J. Energy Chem., 2020, 49: 307.

[64]

Liang J M, Zhang L J, XiLi D G, Kang J. Electrochimica Acta, 2020, 341: 136030.
[65]

Shi S S, Li Z, Shen L Y, Yin X P, Liu Y M, Chang G L, Wang J, Xu S M, Zhang J J, Zhao Y F. Energy Storage Mater., 2020, 29: 78.
[66]

Liu C, Xiao N, Li H J, Dong Q, Wang Y W, Li H Q, Wang S F, Zhang X Y, Qiu J S. Chem. Eng. J., 2020, 382: 121759.
[67]

Gao C L, Wang Q, Luo S H, Wang Z Y, Zhang Y H, Liu Y G, Hao A M, Guo R. J. Power Sources, 2019, 415: 165.

[68]

An Y L, Tian Y, Ci L J, Xiong S L, Feng J K, Qian Y T. ACS Nano, 2018, 12(12): 12932.

[69]

Fang K, Liu D, Xiang X Y, Zhu X X, Tang H L, Qu D Y, Xie Z Z, Li J S, Qu D Y. Nano Energy, 2020, 69: 104451.
[70]

Suo G Q, Zhang J Q, Li D, Yu Q Y, He M, Feng L, Hou X J, Yang Y L, Ye X H, Zhang L, Wang W. J. Colloid Interface Sci., 2020, 566: 427.

[71]

Han P Y, Zhao Y. Mater. Lett., 2020, 264: 127367.
[72]

Wang X J, Ma J Y, Wang J M, Li X F. J. Alloys Compd., 2020, 821: 153268.
[73]

Liu Y Z, Yang C H, Li Y P, Zheng F H, Li Y J, Deng Q, Zhong W T, Wang G, Liu T Z. Chem. Eng. J., 2020, 393: 124590.
[74]

Ma G Y, Li C J, Liu F, Majeed M K, Feng Z Y, Cui Y H, Yang J, Qian Y T. Mater. Today Energy, 2018, 10: 241.
[75]

Wang H H, Artemova A, Yang G, Wang H S, Zhang L L, Cao X, Arkhipova E, Liu J L, Huang Y Z, Lin J Y, Shen Z X. J. Power Sources, 2020, 466: 228303.
[76]

Sarma D D, Shukla A K. ACS Energy Lett., 2018, 3(11): 2841.

[77]

Liu X, Wu X Y, Chang B B, Wang K X. Energy Storage Mater., 2020, 30: 146.
[78]

Li Y, Zhang J W, Chen M H. Sustain. Mater. Techno., 2020, 26: e00217.
[79]

Wu R B, Wang D P, Rui X H, Liu B, Zhou K, Law A W K, Yan Q Y, Wei J, Chen Z. Adv. Mater., 2015, 27(19): 3038.

[80]

He Z S, Wang K, Zhu S S, Huang L A, Chen M M, Guo J F, Pei S E, Shao H B, Wang J M. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10(13): 10974.

[81]

Wang Q, Chu S Y, Guo S H. Chinese Chem. Lett., 2020, 31(9):2167.

[82]

Wang Y, Liu Y K, Liu Y C, Shen Q Y, Chen C C, Qiu F Y, Li P, Jiao L F, Qu X H. J. Energy Chem., 2021, 54: 225.

[83]

Qi S H, Xu B L, Tiong V T, Hu J, Ma J M. Chem. Eng. J., 2020, 379: 122261.
[84]

Guo Y, Zhu Y Y, Yuan C, Wang C Y. Mater. Lett., 2017, 199: 101.

[85]

Shuang W, Huang H, Kong L J, Zhong M, Li A, Wang D H, Xu Y H, Bu X H. Nano Energy, 2019, 62: 154.

[86]

Li W T, An S L, Qiu X P. Energy Storage Sci. Technol., 2018, 7(3): 365.
[87]

(李文挺, 安胜利, 邱新平. 储能科学与技术, 2018, 7(3): 365.)
[88]

Xie J P, Li J L, Zhuo W C, Mai W J. Mater. Today Adv., 2020, 6: 100035.
[89]

Chen M Z, Wang E H, Liu Q N, Guo X D, Chen W H, Chou S L, Dou S X. Energy Storage Mater., 2019, 19: 163.
[90]

Fan S S, Liu H P, Liu Q, Ma C S, Yi T F. J. Materiomics, 2020, 6(2): 431.

[91]

Miao W F, Zhao X Y, Wang R, Liu Y Q, Li L, Zhang Z S, Zhang W M. J. Colloid Interface Sci., 2019, 556:432.

[92]

Yuan J J, Liu W, Zhang X K, Zhang Y H, Yang W T, Lai W D, Li X K, Zhang J J, Li X F. J. Power Sources, 2020, 455: 227937.
[93]

Wei G L, Jang Y, Zhou J H, Wang Z H, Hang Y X, Xie M, Wu F. Energy Storage Sci. Technol., 2020, 9(5):1318(in Chinese).
[94]

(位广玲, 江颖, 周佳辉, 王紫恒, 黄永鑫, 谢嫚, 吴锋. 储能科学与技术, 2020, 9(5):1318.)
[95]

Xu X D, Cao R G, Jeong S, Cho J. Nano Lett., 2012, 12(9): 4988.

[96]

Li C, Chen T Q, Xu W J, Lou X B, Pan L K, Chen Q, Hu B W. J. Mater. Chem. A, 2015, 3(10): 5585.

[97]

Huang J, Fang G Z, Liu K, Zhou J, Tang X K, Cai K N, Liang S Q. Chem. Eng. J., 2017, 322: 281.

[98]

Sambandam B, Soundharrajan V, Mathew V, Song J J, Kim S, Jo J, Tung D P, Kim S, Kim J. J. Mater. Chem. A, 2016, 4(38): 14605.

[99]

Zou F, Hu X L, Li Z, Qie L, Hu C C, Zeng R, Jiang Y, Huang Y H. Adv. Mater., 2014, 26(38): 6622.

[100]

Tolosa A, Fleischmann S, Grobelsek I, Presser V. ACS Appl. Energy Mater., 2018, 1(8): 3790.

[101]

Yan M Y, Wang F C, Han C H, Ma X Y, Xu X, An Q Y, Xu L, Niu C J, Zhao Y L, Tian X C, Hu P, Wu H G, Mai L Q. J. Am. Chem. Soc., 2013, 135(48): 18176.

[102]

Han B, Zhang W, Gao D, Zhou C G, Xia K S, Gao Q, Wu J P. J. Power Sources, 2020, 449: 227564.
[103]

Chen Y M, Yu L, Lou X W D. Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55(20): 5990.

[104]

Gan Q M, Liu B J, Zhao K M, He Z, Liu S Q. Electrochimica Acta, 2018, 279: 152.

[105]

Zhang X J, Qin W, Li D S, Yan D, Hu B W, Sun Z, Pan L K. Chem. Commun., 2015, 51(91): 16413.

[106]

Zhang X J, Zhu G, Yan D, Lu T, Pan L K. J. Alloys Compd., 2017, 710: 575.

[107]

Li D S, Yan D, Zhang X J, Li J B, Lu T, Pan L K. J. Colloid Interface Sci., 2017, 497: 350.

[108]

Zheng J, Xiong X H, Wang G H, Lin Z H, Ou X, Yang C H, Liu M L. Chem. Eng. J., 2018, 339: 78.

[109]

Li J F, Han L, Li Y Q, Li J L, Zhu G, Zhang X J, Lu T, Pan L K. Chem. Eng. J., 2020, 380: 122590.
[110]

Hu Z, Liu Q N, Chou S L, Dou S X. Adv. Mater., 2017, 29(48): 1700606.
[111]

Miao W F, Zhang Y, Li H T, Zhang Z H, Li L, Yu Z, Zhang W M. J. Mater. Chem. A, 2019, 7(10): 5504.

[112]

Ma Z T, Yao Z P, Cheng Y C, Zhang X Y, Guo B K, Lyu Y C, Wang P, Li Q Q, Wang H T, Nie A M, Aspuru-Guzik A. Nano Energy, 2020, 67: 104276.
[113]

Yang T, Yang D X, Liu Y G, Liu J, Chen Y F, Bao L, Lu X X, Xiong Q Q, Qin H Y, Ji Z G, Ling C D, Zheng R K. Electrochimica Acta, 2018, 290: 193.

[114]

Wang S D, Ning P, Huang S S, Wang W W, Fei S M, He Q Q, Zai J T, Jiang Y, Hu Z J, Qian X F, Chen Z W. J. Power Sources, 2019, 436: 226857.
[115]

Aslam M K, Shah S S A, Li S, Chen C G. J. Mater. Chem. A, 2018, 6(29): 14083.

[116]

Zhang H K, Liu J Y, Lin X R, Han T L, Cheng M Y, Long J W, Li J J. J. Alloys Compd., 2020, 817: 153293.
[117]

Ma Y, Ma Y J, Bresser D, Ji Y C, Geiger D, Kaiser U, Streb C, Varzi A, Passerini S. ACS Nano, 2018, 12(7): 7220.

[118]

Dong C F, Guo L J, Li H B, Zhang B, Gao X, Tian F, Qian Y T, Wang D B, Xu L Q. Energy Storage Mater., 2020, 25: 679.
[119]

Wang M H, Guo S P. J. Alloys Compd., 2020, 832: 154978.
[120]

Cao D W, Fan W D, Kang W P, Wang Y Y, Sun K A, Zhao J C, Xiao Z Y, Sun D F. Mater. Today Energy, 2019, 12: 53.
[121]

Lim Y V, Huang S Z, Wu Q Y, Zhang Y M, Kong D Z, Wang Y, Xu T T, Shi Y M, Ge Q, Ang L K, Yang H Y. Nano Energy, 2019, 61: 626.

[122]

Hu C, Ma K, Hu Y J, Chen A P, Saha P, Jiang H, Li C Z. Green Energy Environ., 2021, 6(1): 75.

[123]

Shao J, Gao T, Qu Q T, Shi Q, Zuo Z C, Zheng H H. J. Power Sources, 2016, 324: 1.

[124]

Wu C, Dou S X, Yu Y. Small, 2018, 14(22): 1703671.
[125]

Gao M R, Xu Y F, Jiang J, Yu S H. Chem. Soc. Rev., 2013, 42(7): 2986.

[126]

Shi Y F, Hua C X, Li B, Fang X P, Yao C H, Zhang Y C, Hu Y S, Wang Z X, Chen L Q, Zhao D Y, Stucky G D. Adv. Funct. Mater., 2013, 23(14): 1832.

[127]

Fan S W, Li G D, Yang G, Guo X, Niu X H. New J. Chem., 2019, 43(32): 12858.

[128]

Yang T, Liu J W, Yang D X, Mao Q N, Zhong J S, Yuan Y J, Li X Y, Zheng X, Ji Z G, Liu H, Wang G X, Zheng R K. ACS Appl. Energy Mater., 2020, 3(11): 11073.

[129]

Zhou Y, Tian R, Duan H N, Wang K F, Guo Y P, Li H, Liu H Z. J. Power Sources, 2018, 399: 223.

[130]

Yang S H, Park S K, Kang Y C. Chem. Eng. J., 2019, 370: 1008.

[131]

Wang J M, Wang B B, Liu X J, Bai J T, Wang H, Wang G. Chem. Eng. J., 2020, 382: 123050.
[132]

Zhao B, Liu Q Q, Wei G J, Wang J H, Yu X-Y, Li X, Wu H B. Chem. Eng. J., 2019, 378:122206.
[133]

Li J B, Yan D, Lu T, Yao Y F, Pan L K. Chem. Eng. J., 2017, 325: 14.

[134]

Yang T, Liu Y G, Yang D X, Deng B B, Huang Z H, Ling C D, Liu H, Wang G X, Guo Z P, Zheng R K. Energy Storage Mater., 2019, 17: 374.
[135]

Jiang H B, Chen B, Pan J M, Li C, Liu C Y, Liu L, Yang T, Li W, Li H H, Wang Y P, Chen L, Chen M. J. Alloy. Compd., 2017, 728: 328.

[136]

Han F, Zhang C Z, Yang J X, Ma G Z, He K J, Li X K. J. Mater. Chem. A, 2016, 4(33): 12781.

[137]

Li W J, Yang Q R, Chou S L, Wang J Z, Liu H K. J. Power Sources, 2015, 294: 627.

[138]

Duan J L, Zou Y L, Li Z Y, Long B. Powder Technol., 2019, 354: 834.

[139]

Wang X X, Na Z L, Yin D M, Wang C L, Wu Y M, Huang G, Wang L M. ACS Nano, 2018, 12(12): 12238.

[140]

Ge X L, Li Z Q, Yin L W. Nano Energy, 2017, 32: 117.

[141]

Li Z Q, Zhang L Y, Ge X L, Li C X, Dong S H, Wang C X, Yin L W. Nano Energy, 2017, 32: 494.

[142]

Zhao P P, Hua X, Xu W, Luo W, Chen S L, Cheng G Z. Catal. Sci. Technol., 2016, 6(16): 6365.

[143]

Xu Q H, Jiang H, Li Y H, Liang D, Hu Y J, Li C H. Appl. Catal. B-Environ., 2019, 256:117893.
[144]

Yoon K R, Shin K, Park J, Cho S H, Kim C, Jung J W, Cheong J Y, Byon H R, Lee H M, Kim I D. ACS Nano, 2018, 12(1): 128.

[145]

Qi J, Shi Z P, Li X, Gao B X, Wang H, Yang L C, Tang Y, Zhu M. J. Alloys Compd., 2019, 786: 284.

[146]

Qiu J, Yang Z X, Li Q, Li Y, Wu X, Qi C Y, Qiao Q D. J. Mater. Chem. A, 2016, 4(34): 13296.

[147]

Yang L C, Li X, Ouyang Y P, Gao Q S, Ouyang L Z, Hu R Z, Liu J, Zhu M. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8(31): 19987.

[148]

Zhou L M, Zhang K, Sheng J Z, An Q Y, Tao Z L, Kang Y M, Chen J, Mai L Q. Nano Energy, 2017, 35: 281.

[149]

Ma Y Y, He J T, Kou Z K, Elshahawy A M, Hu Y T, Guan C, Li X, Wang J. Adv. Mater. Interfaces, 2018, 5(14): 1800222.
[150]

Zhang W M, Yue Z W, Wang Q M, Zeng X X, Fu C C, Li Q, Li X T, Fang L D, Li L. Chem. Eng. J., 2020, 380:122548.
[151]

Chen Y S, Wu T, Chen W Z, Zhang W H, Zhang L L, Zhu Z Y, Shao M, Zheng B, Li S, Zhang W N, Pei W B, Wu J S, Huo F W. Chem. Commun., 2020, 56(43): 5767.

[152]

Park S K, Kang Y C. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10(20): 17203.

[153]

Li A, Zhong M, Shuang W, Wang C P, Liu J, Chang Z, Bu X H. Inorg. Chem. Front., 2018, 5(7): 1602.

[154]

Fang G Z, Zhou J, Liang C W, Pan A Q, Zhang C, Tang Y, Tan X P, Liu J, Liang S Q. Nano Energy, 2016, 26: 57.

[155]

Xu Z P, Huang Y, Chen C, Ding L de Zhu Y, Zhang Z, Guang Z X. Ceram. Int., 2020, 46(4): 4532.

[156]

Hu H, Zhang J T, Guan B Y, Lou X W D. Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55(33): 9514.

[157]

Zhang L, Wu H B, Madhavi S, Hng H H, Lou X W D. J. Am. Chem. Soc., 2012, 134(42): 17388.

[158]

Wu R B, Qian X K, Zhou K, Wei J, Lou J, Ajayan P M. ACS Nano, 2014, 8(6): 6297.

[159]

Zhang L, Wu H B, Lou X W D. J. Am. Chem. Soc., 2013, 135(29): 10664.

[160]

Guo W X, Sun W W, Wang Y. ACS Nano, 2015, 9(11): 11462.

[161]

Kong S F, Dai R L, Li H, Sun W W, Wang Y. ACS Sustainable Chem. Eng., 2015, 3(8): 1830.

[162]

Park S K, Kim J K, Kang Y C. J. Mater. Chem. A, 2017, 5(35): 18823.

[163]

Huang G, Zhang F F, Zhang L L, Du X C, Wang J W, Wang L M. J. Mater. Chem. A, 2014, 2(21): 8048.

[164]

Xu X J, Liu Z B, Ji S M, Wang Z S, Ni Z Y, Lv Y, Liu J W, Liu J. Chem. Eng. J., 2019, 359: 765.

[165]

Chen Z L, Wang S F, Zhang Z B, Zhou W L, Chen D J. Electrochimica Acta, 2018, 292: 575.

[166]

Zhang W X, Zhou Z Y, Zhao W R, Yang Z H, Yang X N. J. Mater. Chem. A, 2014, 2(16): 5800.

[167]

Sun W W, Tao X C, Du P P, Wang Y. Chem. Eng. J., 2019, 366: 622.

[168]

Zhang Z, Huang Y, Liu X D, Wang X, Liu P B. ACS Sustainable Chem. Eng., 2020, 8(22): 8381.

[169]

Wang L J, Wang X J, Meng Z H, Hou H J, Chen B K. J. Mater. Sci., 2017, 52(12): 7140.

[170]

Chen J, Pan A Q, Wang Y P, Cao X X, Zhang W C, Kong X Z, Su Q, Lin J D, Cao G Z, Liang S Q. Energy Storage Mater., 2019, 21: 97.
[171]

Wang D, Zhou W W, Zhang R, Huang X X, Zeng J J, Mao Y F, Ding C Y, Zhang J, Liu J P, Wen G W. J. Mater. Chem. A, 2018, 6(7): 2974.

[172]

Xu H F, Zhu G, Hao B M. J. Mater. Sci. Technol., 2019, 35: 100.
[173]

Zhou Z F, Zhang K, Liu J H, Peng H R, Li G C. J. Power Sources, 2015, 285: 406.

[174]

Wang Q F, Zou R Q, Xia W, Ma J, Qiu B, Mahmood A, Zhao R, Yang Y, Xia D G, Xu Q. Small, 2015, 11(21): 2511.

[175]

Zhao X J, Luo D, Wang Y, Liu Z H. Nano Res., 2019, 12(11): 2872.

[176]

Atangana E C, Huang H W, Hong H, Liu G X, Zhang L. Energy Storage Mater., 2020, 24: 167.
[177]

Zhang J, Chu R X, Chen Y L, Jiang H, Zeng Y B, Chen X, Zhang Y, Huang N M, Guo H. J. Alloys Compd., 2019, 797: 83.

[1]
Zhao R, Liang Z B, Zou R Q, Xu Q. Joule, 2018, 2(11): 2235.
[2]
Yap M H, Fow K L, Chen G Z. Green Energy Environ., 2017, 2(3): 218.
[3]
Cao B, Li X F. Acta Phys. Chimica Sin., 2020, 36(5): 89.
[3]
(曹斌, 李喜飞. 物理化学学报, 2020, 36(5): 89.)
[4]
Goodenough J B. Nat. Electron., 2018, 1(3): 204.
[5]
Zhong M, Kong L J, Li N, Liu Y Y, Zhu J, Bu X H. Coord. Chem. Rev., 2019, 388: 172.
[6]
Li X X, Zheng S S, Jin L, Li Y, Geng P B, Xue H G, Pang H, Xu Q. Adv. Energy Mater., 2018, 8(23): 1800716.
[7]
Li J H, Zhang J, Rui B L, Ling L, Chang L M, Nie P. Prog. Chem., 2019, 31(9): 1283.
[7]
(李佳慧, 张晶, 芮秉龙, 林丽, 常立民, 聂平. 化学进展, 2019, 31(9): 1283.)
[8]
Lei Y, Han D, Qin L, Zhai D Y, Kang F Y. Carbon, 2020, 159: 686.
[9]
Liang J M, Guo Y M, Wang M X, Hillidge , Zhang L J. Energy Storage Sci. Technol., 2019, 8(5): 813.
[9]
(梁菊梅, 郭雨萌, 王明暄, 希利德格, 张丽娟. 储能科学与技术, 2019, 8(5): 813.)
[10]
Zhao M T, Huang Y, Peng Y W, Huang Z Q, Ma Q L, Zhang H. Chem. Soc. Rev., 2018, 47(16): 6267.
[11]
Ma Y M. Energy Storage Sci. Technol., 2019, 8(3): 488
[11]
(马艳梅. 储能科学与技术, 2019, 8(3): 488.)
[12]
Kim J, Nithya Jeghan S M, Lee G. Microporous Mesoporous Mater., 2020, 305: 110325.
[13]
Tai Z X, Zhang Q, Liu Y J, Liu H K, Dou S X. Carbon, 2017, 123: 54.
[14]
Sun B, Zhang Q, Xiang H, Han F, Tang W, Yuan G M, Cong Y, Fan C L, Westwood A, Li X K. Energy Storage Mater., 2020, 24: 450.
[15]
Xie F, Xu Z, Jensen A C S, Au H, Lu Y X, Araullo-Peters V, Drew A J, Hu Y S, Titirici M M. Adv. Funct. Mater., 2019, 29(24): 1970164.
[16]
Xie X, Qi S H, Wu D X, Wang H P, Li F, Peng X X, Cai J F, Liang J J, Ma J M. Chin. Chem. Lett., 2020, 31(1): 223.
[17]
Liu C, Xiao N, Wang Y W, Li H Q, Wang G, Dong Q, Bai J P, Xiao J, Qiu J S. Fuel Process. Technol., 2018, 180: 173.
[18]
Zou G Q, Jia X N, Huang Z D, Li S M, Liao H X, Hou H S, Huang L P, Ji X B. Electrochimica Acta, 2016, 196: 413.
[19]
Li J P, Li Y J, Ma X D, Zhang K, Hu J H, Yang C H, Liu M. Chem. Eng. J., 2020, 384:123328.
[20]
Liu X, Zhang S C, Xing Y L, Wang S B, Yang P H, Li H L. New J. Chem., 2016, 40(11): 9679.
[21]
YongJian W U, RenHeng T, WenChao L I, Ying W, Ling H, Liu Zhang O. J. Alloy. Compd., 2020, 830.
[22]
Zhang X J, Wang M, Zhu G, Li D S, Yan D, Lu T, Pan L K. Ceram. Int., 2017, 43(2): 2398.
[23]
Zhong W, Tao M L, Tang W W, Gao W, Yang T T, Zhang Y Q, Zhan R M, Bao S J, Xu M W. Chem. Eng. J., 2019, 378: 122209.
[24]
Wang H, Wu X, Qi X J, Zhao W, Ju Z C. Mater. Res. Bull., 2018, 103: 32.
[25]
Wang H, Xing Z, Hu Z K, Zhang Y, Hu Y, Sun Y W, Ju Z C, Zhuang Q C. Appl. Mater. Today, 2019, 15: 58.
[26]
Tian W F, Wang L, Huo K F, He X M. J. Power Sources, 2019, 430: 60.
[27]
Chandra C, Kim J. Chem. Eng. J., 2018, 338: 126.
[28]
Luo F, Liu B N, Zheng J Y, Chu G, Zhong K F, Li H, Huang X J, Chen L Q. J. Electrochem. Soc., 2015, 162(14): A2509.
[29]
Wang Y, Wang C Y, Wang Y J, Liu H K, Huang Z G. J. Mater. Chem. A, 2016, 4(15): 5428.
[30]
Li T, Bai Y L, Wang Y, Xu H, Jin H. Coord. Chem. Rev., 2020, 410: 213221.
[31]
He H B, Li R, Yang Z H, Chai L Y, Jin L F, Alhassan S I, Ren L L, Wang H Y, Huang L. Catal. Today, 2021, 375: 10.
[32]
Li Z Q, Yin L W. Energy Storage Mater., 2018, 14: 367.
[33]
Wang H, Qian X K, Wu H Y, Zhang R H, Wu R B. Appl. Surf. Sci., 2019, 481: 33.
[34]
Denis D K, Wang Z L, Sun X, Zaman F U, Zhang J Y, Hou L R, Li J, Yuan C Z. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11(35): 32052.
[35]
Zhong M, Yan J W, Wu H X, Shen W Z, Zhang J L, Yu C L, Li L, Hao Q E, Gao F, Tian Y F, Huang Y, Guo S W. Fuel Process. Technol., 2020, 198: 106241.
[36]
Wu Z R, Wang L P, Huang J, Zou J, Chen S L, Cheng H, Jiang C, Gao P, Niu X B. Electrochimica Acta, 2019, 306: 446.
[37]
Tian J J, Yang H, Fu C M, Sun M L, Wang L N, Liu T X. Compos. Commun., 2020, 17: 177.
[38]
Yuan D M, Cheng J L, Qu G X, Li X D, Ni W, Wang B, Liu H. J. Power Sources, 2016, 301: 131.
[39]
Wang W, Du Z R, Qian J C, Chen F. Mater. Lett., 2020, 259: 126827.
[40]
Batool S, Idrees M, Kong J, Zhang J X, Kong S F, Dong M Y, Hou H, Fan J C, Wei H G, Guo Z H. J. Alloys Compd., 2020, 832: 154644.
[41]
Wang F, Hu Z L, Mao L M, Mao J. J. Power Sources, 2020, 450: 227692.
[42]
Yang J, Zhang Y, Sun C C, Liu H Z, Li L Q, Si W L, Huang W, Yan Q Y, Dong X C. Nano Res., 2016, 9(3): 612.
[43]
Wang J M, Wang B B, Liu X J, Wang G, Wang H, Bai J T. J. Colloid Interface Sci., 2019, 538: 187.
[44]
Zhang W, Wang B, Luo H, Jin F, Ruan T T, Wang D L. J. Alloys Compd., 2019, 803: 664.
[45]
Gao C W, Jiang Z J, Wang P X, Jensen L R, Zhang Y F, Yue Y Z. Nano Energy, 2020, 74: 104868.
[46]
Yin W H, Li W Y, Wang K, Chai W W, Ye W K, Rui Y C, Tang B. Electrochimica Acta, 2019, 318: 673.
[47]
Han W W, Zhou Y, Zhu T, Chu H Q. Appl. Surf. Sci., 2020, 520: 146317.
[48]
Miao Y L, Zong J, Liu X J. Mater. Lett., 2017, 188: 355.
[49]
Chen Y M, Li X Y, Park K, Lu W, Wang C, Xue W J, Yang F, Zhou J, Suo L M, Lin T Q, Huang H T, Li J, Goodenough J B. Chem, 2017, 3(1): 152.
[50]
Wang Y, Li N, Hou C X, He B, Li J J, Dang F, Wang J, Fan Y Q. Ceram. Int., 2020, 46(7): 9119.
[51]
Zou G Q, Hou H S, Cao X Y, Ge P, Zhao G G, Yin D L, Ji X B. J. Mater. Chem. A, 2017, 5(45): 23550.
[52]
Jing W T, Zhang Y, Gu Y, Zhu Y F, Yang C C, Jiang Q. Matter, 2019, 1(3): 720.
[53]
Xu Y H, Zhu Y J, Liu Y H, Wang C S. Adv. Energy Mater., 2013, 3(1): 128.
[54]
Kim Y, Park Y, Choi A, Choi N S, Kim J, Lee J, Ryu J H, Oh S M, Lee K T. Adv. Mater., 2013, 25(22): 3010.
[55]
Liu S L, Zhang H Z, Xu L Q, Ma L B, Chen X X. J. Power Sources, 2016, 304: 346.
[56]
Li X W, Li S Y, Zhang Z X, Liu C Q, Qu B H, Pu J X. Mater. Lett., 2018, 220: 86.
[57]
Zhang W M, Cao P, Zhang Z H, Zhao Y J, Zhang Y, Li L, Yang K, Li X W, Gu L. Chem. Eng. J., 2019, 364: 123.
[58]
Li Z L, Zhao H L, Du Z H, Zhao L N, Wang J, Zhang Z J. J. Power Sources, 2020, 465: 228253.
[59]
Zhang W L, Zhou H H, Huang Z Y, Li S L, Wang C Q, Li H X, Yan Z H, Hou T, Kuang Y F. J. Energy Chem., 2020, 49: 307.
[60]
Liang J M, Zhang L J, XiLi D G, Kang J. Electrochimica Acta, 2020, 341: 136030.
[61]
Shi S S, Li Z, Shen L Y, Yin X P, Liu Y M, Chang G L, Wang J, Xu S M, Zhang J J, Zhao Y F. Energy Storage Mater., 2020, 29: 78.
[62]
Liu C, Xiao N, Li H J, Dong Q, Wang Y W, Li H Q, Wang S F, Zhang X Y, Qiu J S. Chem. Eng. J., 2020, 382: 121759.
[63]
Gao C L, Wang Q, Luo S H, Wang Z Y, Zhang Y H, Liu Y G, Hao A M, Guo R. J. Power Sources, 2019, 415: 165.
[64]
An Y L, Tian Y, Ci L J, Xiong S L, Feng J K, Qian Y T. ACS Nano, 2018, 12(12): 12932.
[65]
Fang K, Liu D, Xiang X Y, Zhu X X, Tang H L, Qu D Y, Xie Z Z, Li J S, Qu D Y,. Nano Energy, 2020, 69: 104451.
[66]
Suo G Q, Zhang J Q, Li D, Yu Q Y, He M, Feng L, Hou X J, Yang Y L, Ye X H, Zhang L, Wang W. J. Colloid Interface Sci., 2020, 566: 427.
[67]
Han P Y, Zhao Y. Mater. Lett., 2020, 264: 127367.
[68]
Wang X J, Ma J Y, Wang J M, Li X F. J. Alloys Compd., 2020, 821: 153268.
[69]
Liu Y Z, Yang C H, Li Y P, Zheng F H, Li Y J, Deng Q, Zhong W T, Wang G, Liu T Z. Chem. Eng. J., 2020, 393: 124590.
[70]
Ma G Y, Li C J, Liu F, Majeed M K, Feng Z Y, Cui Y H, Yang J, Qian Y T. Mater. Today Energy, 2018, 10: 241.
[71]
Wang H H, Artemova A, Yang G, Wang H S, Zhang L L, Cao X, Arkhipova E, Liu J L, Huang Y Z, Lin J Y, Shen Z X. J. Power Sources, 2020, 466: 228303.
[72]
Sarma D D, Shukla A K. ACS Energy Lett., 2018, 3(11): 2841.
[73]
Liu X, Wu X Y, Chang B B, Wang K X. Energy Storage Mater., 2020, 30: 146.
[74]
Li Y, Zhang J W, Chen M H. Sustain. Mater. Techno., 2020, 26: e00217.
[75]
Wu R B, Wang D P, Rui X H, Liu B, Zhou K, Law A W K, Yan Q Y, Wei J, Chen Z. Adv. Mater., 2015, 27(19): 3038.
[76]
He Z S, Wang K, Zhu S S, Huang L A, Chen M M, Guo J F, Pei S E, Shao H B, Wang J M. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10(13): 10974.
[77]
Wang Q, Chu S Y, Guo S H. Chinese Chem. Lett., 2020, 31(9):2167.
[78]
Wang Y, Liu Y K, Liu Y C, Shen Q Y, Chen C C, Qiu F Y, Li P, Jiao L F, Qu X H. J. Energy Chem., 2021, 54: 225.
[79]
Qi S H, Xu B L, Tiong V T, Hu J, Ma J M. Chem. Eng. J., 2020, 379: 122261.
[80]
Guo Y, Zhu Y Y, Yuan C, Wang C Y. Mater. Lett., 2017, 199: 101.
[81]
Shuang W, Huang H, Kong L J, Zhong M, Li A, Wang D H, Xu Y H, Bu X H. Nano Energy, 2019, 62: 154.
[82]
Li W T, An S L, Qiu X P. Energy Storage Sci. Technol., 2018, 7(3): 365.
[82]
(李文挺, 安胜利, 邱新平. 储能科学与技术, 2018, 7(3): 365.)
[83]
Xie J P, Li J L, Zhuo W C, Mai W J. Mater. Today Adv., 2020, 6: 100035.
[84]
Chen M Z, Wang E H, Liu Q N, Guo X D, Chen W H, Chou S L, Dou S X. Energy Storage Mater., 2019, 19: 163.
[85]
Fan S S, Liu H P, Liu Q, Ma C S, Yi T F. J. Materiomics, 2020, 6(2): 431.
[86]
Miao W F, Zhao X Y, Wang R, Liu Y Q, Li L, Zhang Z S, Zhang W M. J. Colloid Interface Sci., 2019, 556:432.
[87]
Yuan J J, Liu W, Zhang X K, Zhang Y H, Yang W T, Lai W D, Li X K, Zhang J J, Li X F. J. Power Sources, 2020, 455: 227937.
[88]
Wei G L, Jang Y, Zhou J H, Wang Z H, Hang Y X, Xie M, Wu F. Energy Storage Sci. Technol., 2020, 9(5):1318(in Chinese).
[88]
(位广玲, 江颖, 周佳辉, 王紫恒, 黄永鑫, 谢嫚, 吴锋. 储能科学与技术, 2020, 9(5):1318.)
[89]
Xu X D, Cao R G, Jeong S, Cho J. Nano Lett., 2012, 12(9): 4988.
[90]
Li C, Chen T Q, Xu W J, Lou X B, Pan L K, Chen Q, Hu B W. J. Mater. Chem. A, 2015, 3(10): 5585.
[91]
Huang J, Fang G Z, Liu K, Zhou J, Tang X K, Cai K N, Liang S Q. Chem. Eng. J., 2017, 322: 281.
[92]
Sambandam B, Soundharrajan V, Mathew V, Song J J, Kim S, Jo J, Tung D P, Kim S, Kim J. J. Mater. Chem. A, 2016, 4(38): 14605.
[93]
Zou F, Hu X L, Li Z, Qie L, Hu C C, Zeng R, Jiang Y, Huang Y H. Adv. Mater., 2014, 26(38): 6622.
[94]
Tolosa A, Fleischmann S, Grobelsek I, Presser V. ACS Appl. Energy Mater., 2018, 1(8): 3790.
[95]
Yan M Y, Wang F C, Han C H, Ma X Y, Xu X, An Q Y, Xu L, Niu C J, Zhao Y L, Tian X C, Hu P, Wu H G, Mai L Q. J. Am. Chem. Soc., 2013, 135(48): 18176.
[96]
Han B, Zhang W, Gao D, Zhou C G, Xia K S, Gao Q, Wu J P. J. Power Sources, 2020, 449: 227564.
[97]
Chen Y M, Yu L, Lou X W D. Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55(20): 5990.
[98]
Gan Q M, Liu B J, Zhao K M, He Z, Liu S Q. Electrochimica Acta, 2018, 279: 152.
[99]
Zhang X J, Qin W, Li D S, Yan D, Hu B W, Sun Z, Pan L K. Chem. Commun., 2015, 51(91): 16413.
[100]
Zhang X J, Zhu G, Yan D, Lu T, Pan L K. J. Alloys Compd., 2017, 710: 575.
[101]
Li D S, Yan D, Zhang X J, Li J B, Lu T, Pan L K. J. Colloid Interface Sci., 2017, 497: 350.
[102]
Zheng J, Xiong X H, Wang G H, Lin Z H, Ou X, Yang C H, Liu M L. Chem. Eng. J., 2018, 339: 78.
[103]
Li J F, Han L, Li Y Q, Li J L, Zhu G, Zhang X J, Lu T, Pan L K. Chem. Eng. J., 2020, 380: 122590.
[104]
Hu Z, Liu Q N, Chou S L, Dou S X. Adv. Mater., 2017, 29(48): 1700606.
[105]
Miao W F, Zhang Y, Li H T, Zhang Z H, Li L, Yu Z, Zhang W M. J. Mater. Chem. A, 2019, 7(10): 5504.
[106]
Ma Z T, Yao Z P, Cheng Y C, Zhang X Y, Guo B K, Lyu Y C, Wang P, Li Q Q, Wang H T, Nie A M, Aspuru-Guzik A. Nano Energy, 2020, 67: 104276.
[107]
Yang T, Yang D X, Liu Y G, Liu J, Chen Y F, Bao L, Lu X X, Xiong Q Q, Qin H Y, Ji Z G, Ling C D, Zheng R K. Electrochimica Acta, 2018, 290: 193.
[108]
Wang S D, Ning P, Huang S S, Wang W W, Fei S M, He Q Q, Zai J T, Jiang Y, Hu Z J, Qian X F, Chen Z W. J. Power Sources, 2019, 436: 226857.
[109]
Aslam M K, Shah S S A, Li S, Chen C G. J. Mater. Chem. A, 2018, 6(29): 14083.
[110]
Zhang H K, Liu J Y, Lin X R, Han T L, Cheng M Y, Long J W, Li J J. J. Alloys Compd., 2020, 817: 153293.
[111]
Ma Y, Ma Y J, Bresser D, Ji Y C, Geiger D, Kaiser U, Streb C, Varzi A, Passerini S. ACS Nano, 2018, 12(7): 7220.
[112]
Dong C F, Guo L J, Li H B, Zhang B, Gao X, Tian F, Qian Y T, Wang D B, Xu L Q. Energy Storage Mater., 2020, 25: 679.
[113]
Wang M H, Guo S P. J. Alloys Compd., 2020, 832: 154978.
[114]
Cao D W, Fan W D, Kang W P, Wang Y Y, Sun K A, Zhao J C, Xiao Z Y, Sun D F. Mater. Today Energy, 2019, 12: 53.
[115]
Lim Y V, Huang S Z, Wu Q Y, Zhang Y M, Kong D Z, Wang Y, Xu T T, Shi Y M, Ge Q, Ang L K, Yang H Y. Nano Energy, 2019, 61: 626.
[116]
Hu C, Ma K, Hu Y J, Chen A P, Saha P, Jiang H, Li C Z. Green Energy Environ., 2021, 6(1): 75.
[117]
Shao J, Gao T, Qu Q T, Shi Q, Zuo Z C, Zheng H H. J. Power Sources, 2016, 324: 1.
[118]
Wu C, Dou S X, Yu Y. Small, 2018, 14(22): 1703671.
[119]
Gao M R, Xu Y F, Jiang J, Yu S H. Chem. Soc. Rev., 2013, 42(7): 2986.
[120]
Shi Y F, Hua C X, Li B, Fang X P, Yao C H, Zhang Y C, Hu Y S, Wang Z X, Chen L Q, Zhao D Y, Stucky G D. Adv. Funct. Mater., 2013, 23(14): 1832.
[121]
Fan S W, Li G D, Yang G, Guo X, Niu X H. New J. Chem., 2019, 43(32): 12858.
[122]
Yang T, Liu J W, Yang D X, Mao Q N, Zhong J S, Yuan Y J, Li X Y, Zheng X, Ji Z G, Liu H, Wang G X, Zheng R K. ACS Appl. Energy Mater., 2020, 3(11): 11073.
[123]
Zhou Y, Tian R, Duan H N, Wang K F, Guo Y P, Li H, Liu H Z. J. Power Sources, 2018, 399: 223.
[124]
Yang S H, Park S K, Kang Y C. Chem. Eng. J., 2019, 370: 1008.
[125]
Wang J M, Wang B B, Liu X J, Bai J T, Wang H, Wang G. Chem. Eng. J., 2020, 382: 123050.
[126]
Zhao B, Liu Q Q, Wei G J, Wang J H, Yu X-Y, Li X, Wu H B. Chem. Eng. J., 2019, 378:122206.
[127]
Li J B, Yan D, Lu T, Yao Y F, Pan L K. Chem. Eng. J., 2017, 325: 14.
[128]
Yang T, Liu Y G, Yang D X, Deng B B, Huang Z H, Ling C D, Liu H, Wang G X, Guo Z P, Zheng R K. Energy Storage Mater., 2019, 17: 374.
[129]
Jiang H B, Chen B, Pan J M, Li C, Liu C Y, Liu L, Yang T, Li W, Li H H, Wang Y P, Chen L, Chen M. J. Alloy. Compd., 2017, 728: 328.
[130]
Han F, Zhang C Z, Yang J X, Ma G Z, He K J, Li X K. J. Mater. Chem. A, 2016, 4(33): 12781.
[131]
Li W J, Yang Q R, Chou S L, Wang J Z, Liu H K. J. Power Sources, 2015, 294: 627.
[132]
Duan J L, Zou Y L, Li Z Y, Long B. Powder Technol., 2019, 354: 834.
[133]
Wang X X, Na Z L, Yin D M, Wang C L, Wu Y M, Huang G, Wang L M. ACS Nano, 2018, 12(12): 12238.
[134]
Ge X L, Li Z Q, Yin L W. Nano Energy, 2017, 32: 117.
[135]
Li Z Q, Zhang L Y, Ge X L, Li C X, Dong S H, Wang C X, Yin L W. Nano Energy, 2017, 32: 494.
[136]
Zhao P P, Hua X, Xu W, Luo W, Chen S L, Cheng G Z. Catal. Sci. Technol., 2016, 6(16): 6365.
[137]
Xu Q H, Jiang H, Li Y H, Liang D, Hu Y J, Li C H. Appl. Catal. B-Environ., 2019, 256:117893.
[138]
Yoon K R, Shin K, Park J, Cho S H, Kim C, Jung J W, Cheong J Y, Byon H R, Lee H M, Kim I D. ACS Nano, 2018, 12(1): 128.
[139]
Qi J, Shi Z P, Li X, Gao B X, Wang H, Yang L C, Tang Y, Zhu M. J. Alloys Compd., 2019, 786: 284.
[140]
Qiu J, Yang Z X, Li Q, Li Y, Wu X, Qi C Y, Qiao Q D. J. Mater. Chem. A, 2016, 4(34): 13296.
[141]
Yang L C, Li X, Ouyang Y P, Gao Q S, Ouyang L Z, Hu R Z, Liu J, Zhu M. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8(31): 19987.
[142]
Zhou L M, Zhang K, Sheng J Z, An Q Y, Tao Z L, Kang Y M, Chen J, Mai L Q. Nano Energy, 2017, 35: 281.
[143]
Ma Y Y, He J T, Kou Z K, Elshahawy A M, Hu Y T, Guan C, Li X, Wang J. Adv. Mater. Interfaces, 2018, 5(14): 1800222.
[144]
Zhang W M, Yue Z W, Wang Q M, Zeng X X, Fu C C, Li Q, Li X T, Fang L D, Li L. Chem. Eng. J., 2020, 380:122548.
[145]
Chen Y S, Wu T, Chen W Z, Zhang W H, Zhang L L, Zhu Z Y, Shao M, Zheng B, Li S, Zhang W N, Pei W B, Wu J S, Huo F W. Chem. Commun., 2020, 56(43): 5767.
[146]
Park S K, Kang Y C. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10(20): 17203.
[147]
Li A, Zhong M, Shuang W, Wang C P, Liu J, Chang Z, Bu X H. Inorg. Chem. Front., 2018, 5(7): 1602.
[148]
Fang G Z, Zhou J, Liang C W, Pan A Q, Zhang C, Tang Y, Tan X P, Liu J, Liang S Q. Nano Energy, 2016, 26: 57.
[149]
Xu Z P, Huang Y, Chen C, Ding L de Zhu Y, Zhang Z, Guang Z X. Ceram. Int., 2020, 46(4): 4532.
[150]
Hu H, Zhang J T, Guan B Y, Lou X W D. Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55(33): 9514.
[151]
Zhang L, Wu H B, Madhavi S, Hng H H, Lou X W D. J. Am. Chem. Soc., 2012, 134(42): 17388.
[152]
Wu R B, Qian X K, Zhou K, Wei J, Lou J, Ajayan P M. ACS Nano, 2014, 8(6): 6297.
[153]
Zhang L, Wu H B, Lou X W D. J. Am. Chem. Soc., 2013, 135(29): 10664.
[154]
Guo W X, Sun W W, Wang Y. ACS Nano, 2015, 9(11): 11462.
[155]
Kong S F, Dai R L, Li H, Sun W W, Wang Y. ACS Sustainable Chem. Eng., 2015, 3(8): 1830.
[156]
Park S K, Kim J K, Kang Y C. J. Mater. Chem. A, 2017, 5(35): 18823.
[157]
Huang G, Zhang F F, Zhang L L, Du X C, Wang J W, Wang L M. J. Mater. Chem. A, 2014, 2(21): 8048.
[158]
Xu X J, Liu Z B, Ji S M, Wang Z S, Ni Z Y, Lv Y, Liu J W, Liu J. Chem. Eng. J., 2019, 359: 765.
[159]
Chen Z L, Wang S F, Zhang Z B, Zhou W L, Chen D J. Electrochimica Acta, 2018, 292: 575.
[160]
Zhang W X, Zhou Z Y, Zhao W R, Yang Z H, Yang X N. J. Mater. Chem. A, 2014, 2(16): 5800.
[161]
Sun W W, Tao X C, Du P P, Wang Y. Chem. Eng. J., 2019, 366: 622.
[162]
Zhang Z, Huang Y, Liu X D, Wang X, Liu P B. ACS Sustainable Chem. Eng., 2020, 8(22): 8381.
[163]
Wang L J, Wang X J, Meng Z H, Hou H J, Chen B K. J. Mater. Sci., 2017, 52(12): 7140.
[164]
Chen J, Pan A Q, Wang Y P, Cao X X, Zhang W C, Kong X Z, Su Q, Lin J D, Cao G Z, Liang S Q. Energy Storage Mater., 2019, 21: 97.
[165]
Wang D, Zhou W W, Zhang R, Huang X X, Zeng J J, Mao Y F, Ding C Y, Zhang J, Liu J P, Wen G W. J. Mater. Chem. A, 2018, 6(7): 2974.
[166]
Xu H F, Zhu G, Hao B M. J. Mater. Sci. Technol., 2019, 35: 100.
[167]
Zhou Z F, Zhang K, Liu J H, Peng H R, Li G C. J. Power Sources, 2015, 285: 406.
[168]
Wang Q F, Zou R Q, Xia W, Ma J, Qiu B, Mahmood A, Zhao R, Yang Y, Xia D G, Xu Q. Small, 2015, 11(21): 2511.
[169]
Zhao X J, Luo D, Wang Y, Liu Z H. Nano Res., 2019, 12(11): 2872.
[170]
Atangana E C, Huang H W, Hong H, Liu G X, Zhang L. Energy Storage Mater., 2020, 24: 167.
[171]
Zhang J, Chu R X, Chen Y L, Jiang H, Zeng Y B, Chen X, Zhang Y, Huang N M, Guo H. J. Alloys Compd., 2019, 797: 83.

基金资助

山东省自然科学基金资助项目(ZR2020QE066)

中国博士后科学基金面上项目(2020M672081)

浮法玻璃新技术国家重点实验室开放课题(2020KF08)

PDF (11800KB)

2887

访问

0

被引

详细
导航
相关文章

/

〈 〉

地址：北京中关村北四环西路33号
邮编：100190
电话：010-82627757
传真：010-82627757
E-mail：progchem@mail.las.ac.cn
网址：http://www.progchem.ac.cn
  • 扫一扫，关注本刊公众号
    • 　
    版权所有：《化学进展》编辑部