含缓冲基质的锡基化合物具有高理论容量、低工作电压、减缓的体积膨胀等优点，是一种理想的锂储存材料。然而，由于低熔点的Sn往往会结块，因此将分散良好的Sn限制在锂活性基质内极具挑战性。

近日，南开大学师唯教授，中国科学院上海应用物理研究所司锐报道了通过结合配位化学和电化学，开发了一种高性能锂离子电池负极材料。

文章要点

1）研究人员获得了两种含小分子2,5-二氧代-1，4-苯二甲酸（H₄dobdc）连接子的Sn₂(Dobdc)与含扩展的4,4‘-二氧联苯-3,3’-二羧酸（H₄dobpdc）连接子的Sn₂(Dobpdc)两种Sn基MOFs。

2）研究发现，Sn²⁺离子与有机配体形成的配位单元不仅可以有效地利用丰富的高比容量活性中心，而且可以减缓体积变化，保证反应的可逆性和长期的循环稳定性。重要的是，配体的扩展提高了活性中心的利用率和良好的反应动力学，使Sn₂(Dobpdc)具有等同构型的骨架结构，在200次循环中表现出1018 mAh g^-1的高可逆容量和优异的倍率性能，表现出优于其他配位化合物的性能。

3）结合原位粉末X射线衍射(PXRD)、X射线吸收精细结构(XAFS)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)表征、非原位FTIR和XPS光谱以及理论模拟，研究人员对这些Sn基MOFs的储锂机理进行了详细的分析，强调了配位键的可逆形成是解决配位化合物中颗粒团聚和实现高活性中心利用的关键。

Liu, J., Xie, D., Xu, X. et al. Reversible formation of coordination bonds in Sn-based metal-organic frameworks for high-performance lithium storage. Nat Commun 12, 3131 (2021).

DOI：10.1038/s41467-021-23335-1

https://doi.org/10.1038/s41467-021-23335-1