共价有机骨架（COFs）具有结实、多孔的晶体结构，是一种极具吸引力的储能材料。

近日，东北师范大学吴兴隆教授报道了在单壁碳纳米管（SWCNT）表面制备了原位可控生长的聚酰亚胺共价有机骨架（P-COF），将生成的P-COF@SWCNT作为钾离子电池（PIBs）的负极。

文章要点

1）经过简单的球磨处理后，得到的剥离结构提供了受限的开放通道，导致更多的羰基活性中心暴露，并缩短了离子/电子扩散路径，这有利于K⁺的迁移。同时，通过引入SWCNT作为导电衬底，形成了交联的导电网络，加速了SWCNT向P-COF的电子传递，确保了电活性基团得到充分利用，即使在高电流密度下也能很好地发挥作用。

2）所制备的P-COF@SWCNT负极在0.05 A g-1下的比容量为438 mA h g^-1，具有超长稳定性（在0.7 A g^-1下可循环1400次，没有明显的衰减），优于用于PIBs的大多数有机负极。

3）研究人员利用非原位红外光谱、X射线光电子能谱、拉曼光谱和密度泛函理论（DFT）计算对其储存机理进行了表征，结果表明骨架中的C=O基团可以与K发生相互作用，芳香族萘环的π-阳离子效应为K提供了额外的活性中心。

综上所述，这项工作开发了一种低成本、性能优越的新型COF复合负极材料。阐明了COF的储存机理，为进一步研究COF电极奠定了基础。

参考文献

Xiao-Xi Luo, et al, Covalent Organic Framework with Highly Accessible Carbonyls and π-Cation Effect for Advanced Potassium-Ion Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202117661

https://doi.org/10.1002/anie.202117661