川大张云/郭俊凌/吴昊Sci. Adv.: 用于高度可逆钠离子电池的多种固有分子相互作用的超结构介晶

自然界中的软结构，例如超螺旋DNA和蛋白质，可以通过多种非共价分子相互作用组织成复杂的层次结构，而识别能够促进长期层次结构的新类别的自然构建块仍然是一个难以实现的目标。

在此，四川大学张云教授、郭俊凌教授、吴昊研究员等人报道了一种自下向上的层次化金属-酚醛介晶的合成，在不同长度尺度上以时空可控的方式进行自组装。

这种具有有序四级结构的分级金属-酚类介晶是通过将一个小的平面天然酚类分子 [鞣花酸 (EA)，一种在水果、蔬菜和树皮中发现的杂四环分子] 与铋离子自组装而成。基于酚醛的配位复合物组织成超分子线，组装成三级纳米级细丝，最后组装成四级介晶。

图1. Bi-EA介晶中多尺度结构的结构分析

该介晶热转化为金属-碳混合框架（HBiC）后，分层有序的结构得以保留。当用作钠离子电池（SIBs）的高性能负极材料时，在200 A g^-1的超高倍率下可提供72.5 mAh g^-1的高容量，且在5.0 A g^-1的电流密度下1000次循环后保持90%的容量。

作者通过原位TEM和XRD全面揭示了这种纳米复合材料的电化学储钠机制和结构演化过程，以及在促进Na⁺离子扩散方面的结构优势。

图2. HBiC作为负极材料的电化学性能和储钠机制

Superstructured mesocrystals through multiple inherent molecular interactions for highly reversible sodium ion batteries, Science Advances 2021. DOI: 10.1126/sciadv.abh3482

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川大张云/郭俊凌/吴昊Sci. Adv.: 用于高度可逆钠离子电池的多种固有分子相互作用的超结构介晶

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