我校化科院蘭亞乾教授課題組在多酸基金屬-有機(jī)骨架（POMOFs）用作鋰離子電池電極材料的研究取得重要的突破。相關(guān)成果以“POM-BasedMetal-OrganicFramework/ReducedGrapheneOxideNanocompositeswithHybridBehaviorofBattery-SupercapacitorforSuperiorLithiumStorage”為題發(fā)表在NanoEnergy（《納米能源》）上(2017,34,205-214;DOI:10.1016/j.nanoen.201702028；文章鏈接：http://dx.doi.org/10.1016/j.nanoen.2017.02.028)。NanoEnergy是納米能源領(lǐng)域頂尖期刊，2016年影響因子為11.553。該研究的第一作者為化科院博士后魏濤，共同第一作者是化科院碩士生張蜜。該論文是我校在NanoEnergy發(fā)表的第一篇研究論文。

　　伴隨著全球逐漸減少的不可再生能源和日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題，開發(fā)高效、安全、清潔和可再生的新能源刻不容緩。目前最主要的兩種電化學(xué)儲能裝置是超級電容器（Supercapacitor）以及鋰離子電池（Lithiumbattery），但是由于儲能機(jī)理的不同，超級電容器具備高的功率密度，能量密度卻很低；鋰離子電池具備高的能量密度，卻不具備很高的功率密度。因此，如何將二者優(yōu)勢相結(jié)合，開發(fā)同時具備高功率密度和能量密度的新一代鋰離子電池材料成為各研發(fā)機(jī)構(gòu)的重點(diǎn)之一。

　　蘭亞乾課題組巧妙地利用多酸基金屬-有機(jī)骨架/還原石墨烯復(fù)合材料作為鋰離子電池的負(fù)極材料，通過簡單的一鍋法得到了均勻負(fù)載在還原石墨烯上的多酸基金屬-有機(jī)骨架納米復(fù)合材料(NENU-9/RGO)。多酸基金屬-有機(jī)框架材料兼具金屬-有機(jī)骨架化合物和多酸的優(yōu)點(diǎn)。金屬-有機(jī)骨架材料提供規(guī)則排列的孔道，可有效緩解充放電過程中由于鋰離子的嵌入脫出造成的體積變化，為循環(huán)穩(wěn)定性提供保障；單個多酸中的金屬離子（Mo和V）可逆的發(fā)生氧化還原反應(yīng)最多可儲存22個鋰離子，同時RGO可有效增強(qiáng)電極材料的電子導(dǎo)電率。因此，NENU-9/RGO用作鋰離子電池的負(fù)極材料時，在50mAg-1的電流密度下充放電時，可逆容量超過1000mAhg-1，在3000mAg-1的大電流密度下充放電400周后，容量保持率達(dá)105%，是目前所有報道的基于多酸或者M(jìn)OF材料中性能最為優(yōu)異的。通過實(shí)驗(yàn)和理論計算還可以知道，如此優(yōu)異的性能得益于電池和超級電容的共同貢獻(xiàn)，其中電容貢獻(xiàn)的容量占總?cè)萘康?9%。該工作為設(shè)計合成新型高性能鋰電電極材料，理解結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系提供了新的思路。