
Citation: Sun Yuheng, Gao Mingda, Li Hui, Xu Li, Xue Qing, Wang Xinran, Bai Ying, Wu Chuan. Application of Metal-Organic Frameworks to the Interface of Lithium Metal Batteries[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2021, 37(1): 200704. doi: 10.3866/PKU.WHXB202007048

金属有机骨架材料在金属锂电池界面的应用
English
Application of Metal-Organic Frameworks to the Interface of Lithium Metal Batteries

-
Key words:
- Lithium metal anode
- / Metal organic framework
- / Interface protection
- / Separator
- / Electrolyte
- / Lithium metal battery
-
-
[1]
Goodenough, J. B.; Kim, Y. Chem. Mater. 2010, 22, 587. doi: 10.1021/cm901452z
-
[2]
Cheng, X. B.; Zhang, R.; Zhao, C. Z.; Zhang, Q. Chem. Rev. 2017, 117, 10403. doi: 10.1021/acs.chemrev.7b00115
-
[3]
Xu, R. C.; Xia, X. H.; Zhang, S. Z.; Xie, D.; Wang, X. L.; Tu, J. P. Electrochim. Acta 2018, 284, 177. doi: 10.1016/j.electacta.2018.07.191
-
[4]
Yu, X.; Manthiram, A. Acc. Chem. Res. 2017, 50, 2653. doi: 10.1021/acs.accounts.7b00460
-
[5]
Chen, D.; Huang, S.; Zhong, L.; Wang, S.; Xiao, M.; Han, D.; Meng, Y. Adv. Funct. Mater, 2020, 30. doi: 10.1002/adfm.201907717
-
[6]
Dong, D.; Zhang, H.; Zhou, B.; Sun, Y.; Zhang, H.; Cao, M.; Li, J.; Zhou, H.; Qian, H.; Lin, Z.; Chen, H. Chem. Commun. 2019, 55, 1458. doi: 10.1039/c8cc08725c
-
[7]
Yang, X.; Dong, B.; Zhang, H.; Ge, R.; Gao, Y.; Zhang, H. RSC Adv. 2015, 5, 86137. doi: 10.1039/c5ra16235a
-
[8]
Eddaoudi, M.; Kim, J.; Rosi, N. L.; David, V.; Joseph, W. Science 2002, 295, 469. doi: 10.1126/science.1067208
-
[9]
Zhang, T.; Lin, W. B. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5982. doi: 10.1039/C4CS00103F
-
[10]
Petit, C. Curr. Opin. Chem. Eng, 2018, 20, 132. doi: 10.1016/j.coche.2018.04.004
-
[11]
Uzun, A.; Keskin, S. Prog. Surf. Sci. 2014, 89, 56. doi: 10.1016/j.progsurf.2013.11.001
-
[12]
穆韡, 刘大欢, 阳庆元, 仲崇立.物理化学学报, 2010, 26, 1657. doi: 10.3866/PKU.WHXB20100616Mu, W.; Liu, D. H.; Yang, Q. Y.; Zhong, C. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 1657. doi: 10.3866/PKU.WHXB20100616
-
[13]
Adatoz, E.; Avci, A. K.; Keskin, S. Sep. Purif. Technol. 2015, 152, 207. doi: 10.1016/j.seppur.2015.08.020
-
[14]
Chen, Z.; Chen, J.; Li, Y. Chin. J. Catal. 2017, 38, 1108. doi: 10.1016/s1872-2067(17)62852-3
-
[15]
Yang, L.; Zeng, X.; Wang, W.; Cao, D. Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1704537. doi: 10.1002/adfm.201704537
-
[16]
玄翠娟, 王杰, 朱静, 王得丽.物理化学学报, 2017, 33, 149. doi: 10.3866/PKU.WHXB201609143Xuan, C. J.; Wang, J.; Zhu, J.; Wang, D. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2017, 33, 149. doi: 10.3866/PKU.WHXB201609143
-
[17]
Wang, Y.; Yan, J.; Wen, N.; Xiong, H.; Cai, S.; He, Q.; Liu, Y. Biomaterials 2020, 230, 119619. doi: 10.1016/j.biomaterials.2019.119619
-
[18]
Liu, Y.; Zhao, Y.; Chen, X. Theranostics 2019, 9, 3122. doi: 10.7150/thno.31918
-
[19]
Zheng, Y.; Zheng, S.; Xue, H.; Pang, H. J. Mater. Chem. A 2019, 7, 3469. doi: 10.1039/C8TA11075A
-
[20]
Li, H. L.; Eddaoudi, M. M.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Nature 1999, 402, 276. doi: 10.1038/46248
-
[21]
Li, X.; Cheng, F.; Zhang, S.; Chen, J. J. Power Sources 2006, 160, 542. doi: 10.1016/j.jpowsour.2006.01.015
-
[22]
Furukawa, H.; Ko, N.; Go, Y. B.; Aratani, N.; Choi, S. B.; Choi, E.; Yaghi, O. M. Science 2010, 329, 424. doi: 10.1126/science.1192160
-
[23]
Jiang, H. Q.; Liu, X.C.; Wu, Y.S.; Shu, Y. F.; Gong, X.; Ke, F. S.; Deng, H. X. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 3916. doi: 10.1002/ange.201712872
-
[24]
Li, K.; Lv, X. X.; Shi, L. L.; Liu, L.; Li, B. L.; Wu, B. Dalton Trans. 2016, 45, 15078. doi: 10.1039/C6DT02895K
-
[25]
Chen, Y. X.; Ni, D.; Yang, X. W.; Liu, C. C.; Yin, J. L.; Cai, K. F. Electrochim. Acta 2018, 278, 114. doi: 10.1016/j.electacta.2018.05.024
-
[26]
Martinez Joaristi, A.; Juan-Alcañiz, A.; Serra-Crespo, P.; Kapteijn, F.; Gascon, J. Cryst. Growth Des. 2012, 12, 3489. doi: 10.1021/cg300552w
-
[27]
Garcia Marquez, A.; Horcajada, P.; Grosso, D.; Ferey, G.; Serre, C.; Sanchez, C.; Boissiere, C. Chem. Commun. 2013, 49, 3848. doi: 10.1039/C3CC39191D
-
[28]
Wang, B.; Côté, A. P.; Furukawa, H.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Nature 2008, 453, 207. doi: 10.1038/nature06900
-
[29]
Anh, P.; Christian, J. D.; Rernando, J. U; Carolyn, B. K.; Michael, O.; Omar, M. Y. Acc. Chem. Res. 2010, 43, 58. doi: 10.1021/ar900116g
-
[30]
Tanaka, D.; Nakagawa, K.; Giguchi, M.; Horike, S.; Kubota, Y.; Kobayashi, T. C.; Takata, M.; Kitagewa, S. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3914.doi: 10.1002/anie.200705822
-
[31]
Matsuda, R.; Kitaura, R.; Kitagawa, S.; Kubota, Y.; Kobayashi, T. C.; Horike, S.; Takata. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14063. doi: 10.1021/ja046925m
-
[32]
Serre, C.; Pelle, F.; Gardant, N.; Ferey, G. Chem. Mater. 2004, 16, 1177. doi: 10.1021/cm035045o
-
[33]
Ma, S.; Sun, D.; Ambrogio, M.; Fillinger, J. A.; Parkin, S.; Zhou, H. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1858. doi: 10.1021/ja0771639
-
[34]
Cavka, J.H.; Jakobsen, S.; Olsbye, U.; Guillou, N.; Lamberti, C.; Bordiga, S.; Lillerud K. P. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13850. doi: 10.1021/ja8057953
-
[35]
Ding, M.; Flaig, R. W.; Jiang, H. L.; Yaghi, O. M. Chem. Soc. Rev. 2019, 48, 2783. doi: 10.1039/C8CS00829A
-
[36]
Lin, S.; Bediako, J. K.; Cho, C.W.; Song, M. H.; Zhao, Y. F.; Kim, J. A.; Choi, J. W.; Yun, Y. S. Chem. Eng. J. 2018, 345, 337. doi: 10.1016/j.cej.2018.03.173
-
[37]
Pauling, L. C. Proc. R. Soc. Lond. A 1949, 196, 343. doi: 10.1098/rspa.1949.0032
-
[38]
Murugavel, R.; Karambelkar, V. V.; Anantharaman, G.; Walawalkar, M. G. Inorg. Chem. 2000, 39, 1381. doi: 10.1021/ic990895k
-
[39]
Aulakh, D.; Nicoletta, A. P.; Varghese, J. R.; Wriedt, M. CrystEngComm 2016, 18, 2189. doi: 10.1039/C6CE00284F
-
[40]
Chen, B.; Eddaoudi, M.; Reineke, T. M.; Kampf, J. W.; Keeffe, M. O.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 11559. doi: 10.1021/ja003159k
-
[41]
Hall, J. N.; Bollini, P. React. Chem. Eng. 2019, 4, 207. doi: 10.1039/C8RE00228B
-
[42]
Kokcam-Demir, U.; Goldman, A.; Esrafili, L.; Gharib, M.; Morsali, A.; Weingart, O.; Janiak, C. Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 2751. doi: 10.1039/c9cs00609e
-
[43]
Fu, Y. Y.; Yang, C. X.; Yan, X. P. Langmuir 2012, 28, 6794. doi: 10.1021/la300298
-
[44]
Park, H.; Siegel, D. J. Chem. Mater. 2017, 29, 4932. doi: 10.1021/acs.chemmater.7b01166
-
[45]
Wu, D.; Guo, Z.; Yin, X.; Pang, Q.; Tu, B.; Zhang, L.; Wang, Y. G.; Li, Q. Adv Mater. 2014, 26, 3258. doi: 10.1002/adma.201305492
-
[46]
Zhang, C.; Shen, L.; Shen, J. Q.; Liu, F.; Chen, G.; Tao, R.; Ma, S. X.; Peng, Y. T.; Lu, Y. F. Adv Mater. 2019, 31, 1808338. doi: 10.1002/adma.201808338
-
[47]
Peng, Z., Yi, X., Liu, Z., Shang, J., Wang, D. ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 14578. doi: 10.1021/acsami.6b03418
-
[48]
Zhong, H.; Ly, K. H.; Wang, M.; Krupskaya, Y.; Han, X.; Zhang, J.; Feng, X. Angew. Chem. Int. Ed.2019, 58, 10677. doi: 10.1002/anie.201907002
-
[49]
Xia, W.; Mahmood, A.; Zou, R. Q.; Xu, Q. Energy Environ. Sci. 2015, 8, 1837. doi: 10.1039/c5ee00762c
-
[50]
Wu, S.; Liu, J.; Wang, H.; Yan, H. Int. J. Energy Res. 2018, 43, 697. doi: 10.1002/er.4232
-
[51]
Zou, G.; Hou, H.; Ge, P.; Huang, Z.; Zhao, G.; Yin, D.; Ji, X. J. Energy Storage 2017, 14, 1702648. doi: 10.1002/smll.201702648
-
[52]
Tong, P.; Liang, J.; Jiang, X.; Li, J. Crit. Rev. Anal. Chem. 2020, 50, 376. doi: 10.1080/10408347.2019.1642732
-
[53]
Meilikhov, M.; Yusenko, K.; Esken, D.; Turner, S.; Van Tendeloo, G.; Fischer, R. Eur. J. Inorg. Chem.2010, 24, 3701. doi: 10.1002/ejic.201000473
-
[54]
Dang, S.; Zhu, Q. L.; Xu, Q. Nat. Rev. Mater. 2017, 3, 17075. doi: 10.1038/natrevmats.2017.75
-
[55]
Yi, Q.; Du, M.; Shen, B.; Ji, J.; Dong, C.; Xing, M.; Zhang, J. Sci. Bull. 2020, 65, 233. doi: 10.1016/j.scib.2019.11.004
-
[56]
Zhao, S.; Yin, H.; Du, L.; He, L.; Zhao, K.; Chang, L.; Tang, Z. ACS Nano 2014, 8, 12660. doi: 10.1021/nn505582e
-
[57]
Xu, W.; Wang, J.; Ding, F.; Chen, X.; Nasybulin, E.; Zhang, Y.; Zhang, J. G. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 513. doi: 10.1039/c3ee40795k
-
[58]
Lin, D.; Liu, Y.; Cui, Y. Nat. Nanotechnol. 2017, 12, 194. doi: 10.1038/nnano.2017.16
-
[59]
Aryanfar, A.; Brooks, D. J.; Colussi, A. J.; Merinov B. V.; Goddard Ⅲ, W. A.; Hoffmann, M. R. Phys. Chem. 2015, 17, 8000. doi: 10.1039/C4CP05786D
-
[60]
Xu, C.; Ahmad, Z.; Aryanfar, A.; Viswanathan, V.; Greer, J. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2017, 114, 57. doi: 10.1073/pnas.1615733114
-
[61]
Pei, A.; Zheng, G.; Shi, F. F.; Li, Y. Z.; Cui, Y. Nano Lett. 2017, 17, 1132. doi: 10.1021/acs.nanolett.6b04755
-
[62]
Monroe, C.; Newman. J. J. Electrochem. Soc. 2003, 150, A1377. doi: 10.1149/1.1606686
-
[63]
Kushima, A.; So, K. P.; Su, C.; Bai, P.; Kuriyama, N.; Maebashi, T.; Fujiwara, Y.; Bazant, M. Z.; Li, J. Nano Energy 2017, 32, 271. doi: 10.1016/j.nanoen.2016.12.001
-
[64]
Wang, X.; Zeng, W.; Hong, L.; Xu, W. W.; Yang, H. K.; Wang, F.; Duan, H. G.; Tang, M.; Jiang, H. Q. Nat. Energy 2018, 3, 227. doi: 10.1038/s41560-018-0104-5
-
[65]
Wang, L.; Zhu, X.; Guan, Y. P.; Zhang, J. L.; Ai, F.; Zhang, W. F. Xiang, Y.; Vigayan, S.; Li, G. D.; Huang, Y. L.; et al. Energy Stor. Mater. 2018, 11, 191.doi: 10.1016/j.ensm.2017.10.016
-
[66]
Lyu, Z.; Lim, G. J. H.; Guo, R.; Pan, Z. H.; Zhang, X.; Zhang, H.; He, Z. M.; Adams, S.; Chen, W.; Ding, J. Energy Stor. Mater. 2020, 24, 336. doi: 10.1016/j.ensm.2019.07.041
-
[67]
Wang, T. S.; Liu, X.; Zhao, X.; He, P.; Nan, C. W.; Fan, L. Z. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2000786. doi: 10.1002/adfm.202000786
-
[68]
Zhao, F.; Zhou, X.; Deng, W.; Liu, Z. Nano Energy 2019, 62, 55. doi: 10.1016/j.nanoen.2019.04.087
-
[69]
Zhou, T.; Shen, J.; Wang, Z.; Liu, J.; Hu, R.; Ouyang, L.; Zhu, M. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1909159. doi: 10.1002/adfm.201909159
-
[70]
Jiang, G.; Jiang, N.; Zheng, N.; Chen, X.; Mao, J.; Ding; G.; Li, Y. Energy Stor. Mater. 2019, 23, 181. doi: 10.1016/j.ensm.2019.05.014
-
[71]
Fan, L.; Guo, Z.; Zhang, Y.; Wu, X.; Zhao, C.; Sun, X.; Zhang, N. J. Mater. Chem. A 2020, 8, 251. doi: 10.1039/c9ta10405d
-
[72]
Qian, J.; Li, Y.; Zhang, M.; Luo, R.; Wang, F.; Ye, Y.; Chen, R. Nano Energy 2019, 60, 866. doi: 10.1016/j.nanoen.2019.04.030
-
[73]
Shi. W. Y.; Shen, J. J.; Shen, L.; Hu, W.; Xu, P. C.; Baucom, J. A.; Ma, S. X.; Yang, S. X.; Chen, X. M.; Lu, Y. F. Nano Lett. 2020, 20, 5435. doi: 10.1021/acs.nanolett.0c01910
-
[74]
Li, B.; Wen, H. M.; Cui, Y.; Zhou, W.; Qian, G.; Chen, B. Adv. Mater. 2016, 28, 8819. doi: 10.1002/adma.201601133
-
[75]
Chu, F.; Hu, J.; Wu, C.; Yao, Z.; Tian, J.; Li, Z.; Li, C. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 3869. doi: 10.1021/acsami.8b17924
-
[76]
Fu, X. T.; Yu, D. N.; Zhou, J. W.; Li, S. W.; Gao, X.; Han, Y. Z.; Qi, P. F.; Feng, X.; Wang, B. CrystEngComm 2016, 18, 4236. doi: 10.1039/C6CE00171H
-
[77]
Angulakshmi, N.; Zhou, Y.; Suriyakumar, S.; Dhanalakshmi, R. B.; Satishrajan, M.; Alwarappan, S.; Stephan, A. M. ACS Omega 2020, 5, 7885. doi: 10.1021/acsomega.9b04133
-
[78]
Yuan, C. F.; Li, J.; Han, P. F. Lai, Y. Q.; Zhang, Z. A.; Liu, J. J. Power Sources 2013, 240, 653. doi: 10.1016/j.jpowsour.2013.05.030
-
[79]
Angulakshmi, N.; Kumar, R. S.; Kulandainathan, M. A.; Stephan, A. M. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 24240. doi: 10.1021/jp506464v
-
[80]
Zhu, F.; Bao, H.; Wu, X.; Tao, Y.; Qin, C.; Su, Z.; Kang, Z. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 43206. doi: 10.1021/acsami.9b15374
-
[81]
Zhang, Z.; Huang, Y.; Gao, H.; Hang, J.; Li, C.; Liu, P. J. Membr. Sci. 2020, 598, 11780. doi: 10.1016/j.memsci.2019.117800
-
[82]
Wu, J.; Guo, X. J. Mater. Chem. A 2019, 7, 2653. doi: 10.1039/C8TA10124H
-
[83]
Yu, Z.; Mackanic, D. G.; Michaels, W.; Lee, M.; Pei, A.; Feng, D.; Bao, Z. Joule 2019, 3, 2761. doi: 10.1016/j.joule.2019.07.025
-
[84]
Zhang, S. S. J. Power Sources 2007, 164, 351. doi: 10.1016/j.jpowsour.2006.10.065
-
[85]
Bai, S.; Liu, X.; Zhu, K.; Wu, S.; Zhou. H. Nat. Energy 2016, 1, 16094. doi: 10.1038/nenergy.2016.94
-
[86]
Zang, Y.; Pei, F.; Huang, J.; Fu, Z.; Xu, G.; Fang, X. Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1802052. doi: 10.1002/aenm.201802052
-
[87]
Han, J. G.; Kim, K.; Lee, Y.; Choi, N. S. Adv. Mater. 2019, 31, 1804822. doi: 10.1002/adma.201804822
-
[88]
Chang, Z.; Qiao, Y.; Deng, H.; Yang, H. J.; He, P.; Zhou, H. S. Energy Environ. Sci. 2020, 13, 1197. doi: 10.1039/D0EE00060D
-
[89]
Li, Q.; Wang, Y.; Wang, X.; Sun, X. R.; Zhang, J. N.; Yu, X. Q.; Li, H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 2319. doi: 10.1021/acsami.9b16727
-
[90]
Xie, Y.; Chen, S.; Lin, Z.; Yang, W.; Zou, H. B.; Sun, R. W. Y. Electrochem. Commun. 2019, 99, 65. doi: 10.1016/j.elecom.2019.01.005
-
[91]
Lin, J.; Zeng, C.; Chen, Y.; Lin, C.; Xu, C.; Su, C. J. Mater. Chem. A 2020, 8, 6607. doi: 10.1039/D0TA00679C
-
[92]
Zhong, Y. J.; Xu, X. M.; Liu, Y.; Wang, W.; Shao, Z. P. Polyhedron 2018, 155, 464. doi: 10.1016/j.poly.2018.08.067
-
[93]
Manthiram, A.; Fu Y.; Chung, S. H.; Zu, C. X.; Sun, Y. S. Chem. Rev. 2014, 114, 11751. doi: 10.1021/cr500062v
-
[94]
Mikhaylik, Y. V.; Akridge, J. R. J. Electrochem. Soc. 2004, 151, A1969. doi: 10.1149/1.1806394
-
[95]
Zhou, J.; Li, R.; Fan, X.; Chen, Y.; Han, R.; Li, W.; Li, X. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 8. doi: 10.1039/c4ee01382d
-
[96]
Liu, G.; Feng, K.; Cui, H.; Li, J.; Liu, Y.; Wang, M. Chem. Eng. J. 2020, 381, 122652. doi: 10.1016/j.cej.2019.122652
-
[97]
Walle, M. D.; Zhang, M.; Zeng, K.; Li, Y.; Liu, Y. N. Appl. Surf. Sci. 2019, 497, 143773. doi: 10.1016/j.apsusc.2019.143773
-
[98]
Han, J.; Gao, S.; Wang, R.; Wang, K.; Jiang, M.; Yan, J.; Jin, Q.; Jiang, K. J. Mater. Chem. A 2020, 8, 6661. doi: 10.1039/D0TA00533A
-
[99]
Xi, K.; Cao, S.; Peng, X.; Ducati, C.; Kumar, R. V.; Cheetham, A. K. Electrochem. Commun. 2013, 49, 2192. doi: 10.1039/c3cc38009b
-
[100]
Li, Y.; Lin, S.; Wang, D.; Gao, T.; Song, J.; Zhou, P.; Guo, S. Adv. Mater. 2020, 32, 1906722. doi: 10.1002/adma.201906722
-
[101]
Abraham, K. M.; Jiang, Z. J. Electrochem. Soc. 1996, 143, 1. doi: 10.1149/1.1836378
-
[102]
Kumar, J.; Kumar, B. J. Power Sources 2009, 194, 1113. doi: 10.1016/j.jpowsour.2009.06.020
-
[103]
Cai, C. X.; Xue, K. H.; Xu, X. Y.; Luo, Q. H. J. Appl. Electrochem. 1997, 27, 793. doi: 10.1023/A:1018416610935
-
[104]
Mukerjee, S.; Srinivasan, S. J. Electroanal. Chem. 1993, 357, 201. doi: 10.1016/0022-0728(93)80380-Z
-
[105]
Toda, T.; Igarashi, H.; Uchida, H.; Watanabe, M. J. Electrochem. Soc. 1999, 146, 3750. doi: 10.1149/1.1392544
-
[106]
Toda, T.; Igarashi, H.; Watanabe, M. J. Electroanal. Chem. 1999, 460, 258. doi: 10.1016/S0022-0728(98)00361-1
-
[107]
Streinz, C. C.; Moran, P. J.; Wagner, J. W.; Kruger, J. J. Electrochem. Soc. 1994, 141, 1132. doi: 10.1149/1.2054885
-
[108]
Pyun, S. I.; Lee, S. B. J. Power Sources 1999, 77, 170. doi: 10.1016/S0378-7753(98)00191-8
-
[109]
Jiang, Z.; Sun, H.; Shi, W.; Zhou, T.; Hu, J.; Cheng, J.; Sun, S. Nano Res. 2019, 12, 1555. doi: 10.1007/s12274-019-2388-6
-
[110]
Gong, H.; Wang, T.; Xue, H.; Lu, X.; Xia, W.; Song, L.; Ma, R. Nano Res.2019, 12, 2528. doi: 10.1007/s12274-019-2480-y
-
[111]
Yuan, M.; Wang, R.; Fu, W.; Lin, L.; Sun, Z.; Long, X.; Ma, S. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 11403. doi: 10.1021/acsami.8b21808
-
[1]
-

计量
- PDF下载量: 73
- 文章访问数: 2613
- HTML全文浏览量: 734