金属有机框架（MOFs）纳米阵列的电化学制备及在锂离子电池中的应用

3D porous nano array electrode materials because of their excellent dispersibility,conductivity of the electronic-electrolyte and stability shows great potential in the application of lithium ion battery(LIBs). but,The preparation of porous nano-array is still quite challenging，particularly in the case of preparation with multilevel pore structure, heteroatom doping, conductive carbon basement and oxide nanoparticles. Here, we propose a general method of deposition MOFs nano-array by introducing competition ligands and optimized conditions, and establish a universality method of the electro-deposition MOFs nanoarray, by studied of MOFs nucleation and growth mechanism in current collector.Using the MOFs nano-array of electro-deposition preparation as precursor, calcination approach toward the controlled synthesis of multistage aperture carbon/metal oxide with excellent anodic performances is developed in this work. The effect of calcination conditions on its structure and performance of LIBs was studied systematically. and, the structure activity relationships of electrode materials.The goal is to supply the ideas concerning the design of high performance materials for LIBs.

三维多孔纳米阵列因其优异的分散性、电子-电解液的传导性和结构稳定性在锂离子电池电极材料的应用中展现了巨大的潜力，但多孔纳米阵列电极材料的制备仍比较困难，尤其是具多级孔结构、杂原子掺杂、导电碳基底以及活性金属氧化物纳米颗粒的三维纳米阵列的制备，仍然具有很大的挑战性。为此，本项目提出一种通用的电化学沉积方法，通过引入竞争配体并优化电沉积条件条件，在集流体表面原位制备MOFs纳米阵列，并利用电化学和溶液原位分析技术研究MOFs在集流体表面的成核方式和生长机理，建立电化学制备MOFs纳米阵列的普适性方法。进一步，以集流体支撑的MOFs纳米阵列为模板，通过可控热处理制备多级孔碳/过渡金属氧化物纳米颗粒纳米阵列，并将其用于锂离子电池负极材料，系统研究热处理条件对多级孔电极材料的结构和负极性能的影响，以及该电极材料的构效关系。本项目将为新型高性能锂电负极材料的研发提供重要思路。

三维多孔纳米阵列因其优异的分散性、电子-电解液的传导性和结构稳定性在锂离子电池、电催化等领域应用中展现了巨大的潜力，项目以电化学沉积法，通过引入竞争配体并优化电沉积条件条件，在集流体表面原位制备MOFs纳米阵列，建立电化学制备MOFs纳米阵列的普适性方法。进一步，以集流体支撑的MOFs纳米阵列为模板，通过可控热处理制备多级孔碳/过渡金属氧化物纳米颗粒纳米阵列，并将其用于锂离子电池负极材料及小分子催化领域，系统研究热处理条件对多级孔电极材料的结构和负极性能的影响，以及该电极材料的构效关系。为电化学制备MOFs纳米阵列及在电化学中的应用提供了依据。