重大陈令允EnSM：ZIFs基电化学储能材料的进展与展望

沸石咪唑酯骨架 (ZIF) 及其衍生物由于具有高孔隙率、可控的晶体结构和可调的化学成分等优点引起了广泛关注，高度的结构可调性使ZIFs及其衍生物在各种储能设备中具有广阔的应用前景。

在此，重庆大学陈令允教授等人讨论了ZIFs的晶体结构和制备方法，并重点介绍了ZIFs及其衍生物在超级电容器和电池中的应用进展，主要集中在纳米结构、掺杂、表面改性、涂层和复合改性技术等提高其电化学性能的方面。

然后讨论介绍了关于ZIF及其衍生物测试的先进表征技术，包括原位XRD、TEM、拉曼、EIS、XAS、AFM和NMR等，可提供电极材料的形态分析及相变、原子/电子结构、化学键、配位环境等信息。

图1. ZIFs及其衍生物在储能领域的应用进展

尽管ZIFs及其衍生电极材料已广泛应用于储能领域，但仍有很长的路要走。为支持和促进这种新型电极材料的开发利用，今后应重点考虑以下几点：

（1）开发新的合成方法或选择合适的表面活性剂/模板来抑制ZIF的垂直生长，获得具有不同晶体和孔结构的二维ZIF；

（2）大多数ZIFs的化学稳定性较低，尤其是对水系统的耐受性较低；

（3）引入导电基材（如碳基材料或导电聚合物），提高ZIF导电性；

（4）ZIFs衍生物的合成在控制孔结构方面存在挑战；

（5）需要大量的表征和理论计算来揭示更深层次的结构-性能相关性。

图2. ZIFs及其衍生物在储能设备中应用时要考虑的因素总结

Advances and perspectives of ZIFs-based materials for electrochemical energy storage: Design of synthesis and crystal structure, evolution of mechanisms and electrochemical performance, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.09.023

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