文章信息

金属有机框架衍生的中空硫空位NiS

C的复合材料用于高性能超级电容器第一作者：黄臣通讯作者：舒东*单位：华南师范大学

研究背景

超级电容器具有功率密度高、循环稳定性好、充放电时间快等优点，已成为下一代储能器件的候选器件。然而，与电池相比，低能量密度限制了其实际应用。因此，寻求高性能的电极材料仍然是人们的迫切要求。过渡金属硫化物具有较高的氧化还原电压，以及每个金属中心有多个电子转移而产生的高容量，已经作为超级电容器的电极材料被广泛研究。但是对于转换型过渡金属硫化物电极材料面临的两大问题是电极材料的导电性比较差以及电极材料在后续的充放电过程中容易造成的体积膨胀。因此，有必要发展一些策略来适应材料的体积膨胀，提高电导率。本篇论点在针对转换型电极材料在实际应用中存在的缺点提出了解决措施并且合成了具有优异电化学性能的电极材料，通过理论计算的方式进一步证明我们提出解决策略的可行性。除此之外，本文为设计其他中空球形的高性能储能系统，如锂/钠离子电池和水性锌电池提供了深刻的见解。

文章简介

基于此，来自华南师范大学的舒东教授，在国际知名期刊ChemicalEngineeringJournal上发表题为“MetalorganicframeworkderivedhollowNiS

CwithS-vacanciestoboosthigh-performancesupercapacitors”的观点文章。该观点文章分析了现在常用的超级电容器正极材料在实际应用的所存在的问题，并且针对电极材料所存在的问题提出了解决措施，在此基础上合成了具有优异电化学性能的超级电容器正极材料。合成路线流程、空位产生机理、电化学性能图

本文要点

要点一：引入导电性比较好的电极材料常见的过渡金属硫化物（TMS）由于是半导体材料，在实际应用中面临着导电性比较差的问题。为了解决电极材料导电性比较差的问题，研究者们提出了一些解决措施。引入2D石墨烯和碳纳米管有利于提高电极材料的导电性。但是引入的这种碳基底材料面临着很大的问题，因为碳材料属于非极性材料然而过渡金属硫化物属于极性材料，在后续的充放电过程中会导致电极材料的分离。为了解决此问题，我们以MOF为前驱体，由于碳材料和金属离子来自于同一个分子，经过后续的碳化过程碳材料和贋电容材料会结合的更加紧密，有效地克服外加碳源的弊端。要点二：中空结构具有内部空隙可控和功能外壳的中空结构，能够缓解电极材料在循环过程中的体积膨胀，在许多领域得到了广泛的