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随着移动电子设备的快速发展,锂离子电池(LIBs)由于高能量/功率密度和长循环寿命,得到了广泛的商业使用。Na和K元素具备与Li相似的化学性质,而且资源丰度较高,成本更低。因此,钠离子电池(SIBs)和钾离子电池(PIBs)被认为是替代LIBs的理想储存电能设备。由于负极材料在电池性能中起重要作用,所以亟待开发高性能的钠/钾离子电池负极材料。金属有机配位聚合物及衍生硫化物电极材料的优点是:合成方法简单、成本低廉、理论容量较高;但同时也存在导电性差,充放电过程中易粉化等问题。本文通过对材料的结构和组分进行复合优化处理,提高了电极材料导电性,增加反应活性位点,缓冲充放电过程的体积变化,从而提高金属有机配位聚合物及衍生硫化物基电极材料的储钠/钾性能。主要研究成果如下:(1)采用溶剂热技术,真空辅助抽滤技术及后续的控制热还原技术制备了铁基金属有机配位聚合物纳米线/还原氧化石墨烯(Fe-CPNWs/r GO)复合薄膜材料,并对其机械柔韧性进行详细表征。结合物相,形貌表征手段以及电化学性能测试结果对其作为柔性自支撑电极储钠行为进行探讨。一维的Fe-CPNWs缩短了离子、电子的传输距离,rGO的包覆极大的提高了复合薄膜的电子电导率和机械柔韧性;进一步分析发现,配位聚合物中的氧化还原活性中心是有机部分的羧基和胺基。该复合薄膜电极材料在0.01~3.0 V电压区间显示了优异的倍率性能(电流密度范围为100-3000 mA g-1时为404-120 mAh g-1),并且在大电流密度条件下循环稳定性较好(在电流密度为1000 mA g-1循环4000次后可逆容量保持在100 mAh g-1)。(2)首次通过微波辅助溶剂热法合成了锰基配位聚合物纳米线(Mn-CPNWs),以通过真空抽滤得到的Mn-CPNWs/GO复合薄膜作为前驱体,经原位硫化处理后,制备出了MnS@CNWs/rGO自支撑薄膜材料。多维复合的薄膜电极呈现出色的力学柔性,电化学性能和超长循环稳定性。一方面,MnS纳米颗粒嵌入一维的碳纳米线中,缓冲了电极材料在充放电过程中发生的体积膨胀;另一方面,多维复合碳基底之间的协同效应提高了薄膜复合电极的电子、离子传输速率和柔韧性。该自支撑电极作为钠离子电池负极材料时,呈现较高的可逆容量(在电流密度为100 mA g-1时比容量约为560 mAh g-1),优异的倍率能力(在电流密度为2A g-1时可逆容量约为147 mAh g-1)和超长循环使用寿命(在1 A g-1下10,000次循环后仍保持≈150 mAh g-1的可逆容量)。(3)以水热法合成的一维钒基MOF(MIL-47as)作为前驱体,通过原位硫化成功制备出了由V3S4@C纳米片组装成的空心管(V3S4@C NS-HNTs)。宏观管状结构、微观V3S4的NiAs晶体结构与界面碳层包覆不仅可以提高复合电极的电化学电导率和稳定性,而且有助于对碱金属离子的吸附/扩散。这使得该电极材料在存储碱金属离子时呈现高容量和优异的倍率性能。对电化学行为及存储机理分析发现该结构的电极材料呈现选择性的碱金属离子存储行为即通过插层及赝电容反应储钾而通过转换反应存储锂、钠离子。因而当电极材料应用于PIBs负极时与LIBs和SIBs相比可逆容量较低,但是循环寿命更长(1 A g-1时4000次循环后≈182 mAh g-1)。