南京师范大学「国家高层次人才」周小四Angew丨形成能主导的AB堆积金属共价有机框架实现高性能双离子存储！

共价有机框架(COFs)作为晶态多孔材料，其长程AA堆积结构导致氧化还原活性位点利用率低下，限制了在钾离子电池中的应用。针对这一背景，南京师范大学周小四团队提出通过预合成环三核铜簇(Cu₃)与2,6-二氨基蒽醌(DAAQ)缩合，构建具有AB堆积结构的金属共价有机框架(Cu@MCOF-D)，旨在优化层间化学环境和离子扩散动力学。研究目的为开发高性能、长寿命的钾离子电池负极材料，实现高效稳定的双离子存储。形成能计算证实AB堆积结构具有热力学稳定性，有效克服了AA堆积的层间屏蔽效应，促进了K⁺扩散。Cu₃核心与C═O/C═N基团协同实现FSI⁻和K⁺的双离子存储。结论显示，该材料在20.0 A g⁻¹下具有153.8 mAh g⁻¹的倍率性能，6500次循环后容量保持率达96.8%；匹配六氰合铁酸钾正极的全电池能量密度达197.5 Wh kg⁻¹；匹配PTCDA@450正极的全电池2000次循环后容量保持率为93.2%，为高性能钾离子电池电极材料设计提供了新思路。