近日，上海大学（Shanghai University）王勇教授课题组在 Electrochemical Energy Reviews期刊发表了题为“Multi-Metal-Organic Frameworks and Their Derived Materials for Li/Na-Ion Batteries”的综述论文，系统阐述了多金属中心有机框架及其衍生材料在锂离子和钠离子电池领域的研究现状和发展方向。

文章已经在Electrochemical Energy Reviews官网上线，详情请阅读全文，可免费获取。本文也在微信(ElectrochemicalEnergyReviews)、微博(ElectrochemicalEnergyReviews)、科学网博客（EEReditor）、Facebook等新媒体平台推出，请大家多关注和阅读。更可以关注EER Springer主页（https://www.springer.com/chemistry/electrochemistry/journal/41918）和上海大学期刊社网站EER主页（http://www.eer.shu.edu.cn）获取第一手的电化学评论资讯。

文章题目：Multi-Metal-Organic Frameworks and Their Derived Materials for Li/Na-Ion Batteries

作者： Weiwei Sun, Xuxu Tang, Yong Wang*

Weiwei Sun and Xuxu Tang contributed equally to this work.

关键词：Metal–organic frameworks, Lithium-ion battery, Sodium-ion battery, Multi-metallic oxide, Multi-metallic sulfide, Electrochemical performance

引用信息： Sun, W., Tang, X. & Wang, Y. Electrochem. Energ. Rev. (2019). https://doi.org/10.1007/s41918-019-00056-0

图文摘要：综述了近年来锂/钠离子电池用多金属中心有机骨架及其衍生材料的研究进展。

长按/扫描二维码阅读全文

本综述亮点

1.        全面系统地总结了多金属中心有机框架及其衍生物材料在锂/钠离子电池电极材料领域的研究现状，评述了其电化学性能并展望了未来的发展方向；

2.        总结了多金属中心有机框架及其衍生物材料的设计与制备思路；

3.        归纳了其作为高性能锂/钠离子电池电极材料的应用情况；

4.        展望了多金属中心有机框架及其衍生物材料未来的开发趋势和应用前景。

前言

锂离子和钠离子电池被认为是支持现代电子和信息技术系统发展的绿色储能电源设备。设计具有更高能量和功率密度的先进电极材料对于满足高性能锂/钠离子电池需求是至关重要的。随着金属有机框架（MOF）材料的快速发展，近年来出现了大量的金属有机框架及其衍生的金属氧化物/硫化物/磷化物/硒化物/碳化物/合金等复合材料在储能和转化领域的应用报道。目前关于金属有机框架材料的综述文章主要集中于总结单金属中心有机框架及其衍生物的制备以及在能源存储等方面的应用。对于多金属中心的金属有机框架及其衍生物材料，多种金属组分之间的协同作用可以赋予材料更多的储能特性与性能优势，因此，总结多金属中心有机框架（MMOF）及其衍生得到的各种多金属中心化合物以及复合材料在锂/钠离子电池的最新进展是有意义的。尤其是总结分析多金属中心有机框架及其衍生物材料的设计原则、合成思路以及储能应用机制对于该材料的进一步发展与应用意义重大。

内容简介

Abstract

1. Introduction

2. Design principles/strategies and application merits

3. Applications of MMOFs in LIBs and SIBs

4. MMOF derivatives and their applications in LIBs and SIBs

4.1 Multi-metallic oxides

4.2 Multi-metallic Sulfides/Selenides/Phosphides/Carbides

4.3 Alloys and others

5. Summary and Outlook

本文首先介绍了锂/钠离子电池的发展历程及进展，然后总结了多金属中心有机框架（MMOF）及其衍生物材料的设计原则与合成思路。重点对比分析了多金属中心有机框架材料相比于单金属中心有机框架材料在锂/钠离子电池电极材料上的应用优势。此外，作者归纳了多金属中心有机框架及其衍生物：包括多金属氧化物、多金属硫化物/硒化物/磷化物/碳化物、合金等及其与含碳材料复合体系，在锂/钠离子电池电极材料上的最新研究进展。最后作者系统评述了多金属中心有机框架及其衍生物在锂/钠离子电池上的应用优势以及挑战，对于有机框架类材料进一步应用于储能领域进行了展望。

一、多金属中心有机框架材料的设计原则与合成思路

1、多种金属盐组分同时与有机配体混合进行原位一锅法制备。通过调整不同金属盐浓度、比例以及反应温度等条件实现对于多金属中心有机框架产物的结构调控。

2、预先合成的单金属中心有机框架和另一种金属组分之间通过金属离子交换反应以得到多金属中心有机框架材料。该方法有利于获得具有核壳结构的多金属中心有机框架材料。

3、预先合成的单金属中心有机框架与另一种金属化合物（金属氧化物、金属盐、含锂化合物等）通过负载、包覆等形式进行结合得到多金属中心有机框架材料。

二、多金属中心有机框架及其衍生物材料应用于锂/钠离子电池电极材料的性能优势

1、多金属中心有机框架材料的化学组成以及孔道特性可以通过多种不同金属组分和有机配体的比例、合成反应温度等实现调控。从而可以赋予材料更多的储锂活性位点、优化的锂离子传输性能，以及有效缓解电极材料在多次充放电循环过程中的体积膨胀问题。同时多金属中心有机框架的衍生物材料可以延承有机框架前驱体的形貌与孔道特性，从而同样具有优化的储锂/储钠性能。

2、多金属中心有机框架及其衍生物材料，尤其是通过金属离子交换反应合成得到的材料，易于形成核壳结构。其外层薄壳可以缩短电子/离子扩散的途径，赋予材料更好的倍率能力，而内部的中空结构可提供更多的自由空间以缓解在锂/钠离子反复脱嵌过程中的材料体积膨胀，从而提升电极材料的稳定性。

3、多金属中心有机框架及其衍生物材料中多种金属组分的共存提供了更加丰富的电化学反应位点以及不同电压条件下的分步储锂/钠过程。这种不同金属组分之间的协同作用可以有效缓解材料充放电过程中的体积膨胀从而有效提升材料的结构稳定性。

三、多金属中心有机框架及其衍生物材料在锂/钠离子电池电极材料上的最新研究进展

1、基于两种不同的储锂/储钠机理—转化机理与插入机理，多金属中心有机框架材料被广泛应用于锂/钠离子电池电极材料，主要集中在近三年发表的多金属中心有机框架材料（普鲁士蓝系列结构、有机多元酸为配体的多金属中心有机框架材料等）的储锂/储钠性能总结与分析。此外，作者提出设计合成具有高导电性和结构稳定性的多金属中心有机框架材料成为有效提升其在储能领域应用的关键。

2、将多金属中心有机框架衍生物材料分为多金属氧化物及其与碳材料复合体系、多金属硫化物/硒化物/磷化物/碳化物及其与碳材料复合体系、合金等其他衍生物材料及其与含碳材料复合体系三大部分进行总结与分析。对于多金属中心有机框架衍生的多金属氧化物体系，作者提出需要重点探索其与不同形态和结构的含碳材料进行复合以提升其储能特性；对于多金属中心有机框架衍生的多金属硫化物/硒化物/磷化物/碳化物体系，作者提出需要重点探索温和的衍生（硫化、硒化、磷化等过程）条件从而获得形貌和孔道延承的硫化物/硒化物/磷化物/碳化物衍生物材料，以实现更优异的储能性能。

总结和展望

本文作者系统地总结和评述了多金属中心有机框架及其衍生物材料在锂/钠离子电池电极材料领域的研究现状、存在问题以及可能的发展方向。总的来说，基于多金属中心有机框架的多功能化材料将成为具有潜能的高性能锂/钠离子电池电极材料。

作者简介

王勇，上海大学环境与化学工程学院教授，主要研究方向：能源电池和环境材料，已发表SCI论文110多篇，他引8000余次。

孙炜伟，上海大学环境与化学工程学院副教授，主要研究方向：金属有机框架材料、有机多孔聚合物的设计合成及其在能量储存转换领域的应用。

汤旭旭，上海大学环境与化学工程学院研究生，主要研究方向：锂离子电池、钠离子电池电极材料。

关于我们

Electrochemical Energy Reviews (《电化学能源评论》，简称EER)，该期刊旨在及时反映国际电化学能源转换与存储领域的最新科研成果和动态，促进国内、国际的学术交流，设有专题综述和一般综述栏目。EER是国际上第一本专注电化学能源的英文综述性期刊。EER覆盖化学能源转换与存储所有学科，包括燃料电池、锂电池、金属-空气电池、超级电容器、制氢-储氢、CO₂转换等。 

EER为季刊，每年3月、6月、9月以及12月出版。 

创刊号在2018年3月正式出版。

欢迎关注和投稿

期刊执行严格的同行评议，提供英文润色、图片精修、封面图片设计等服务。出版周期3个月左右，高水平论文可加快出版。欢迎关注和投稿。

E-mail: eer@oa.shu.edu.cn

Tel.: 86-21-66136010

SpringerWeb: http://www.springer.com/chemistry/electrochemistry/journal/41918

ShuWeb: http://www.eer.shu.edu.cn

WeChat：ElectrochemicalEnergyReviews      

长按/扫描关注EER微信公众号