新加坡国立大学John Wang院士团队Matter：电位调控预锂化有机框架正极用于超高电流锂离子电池

背景：有机框架材料（如MOFs和COFs）因其丰富的氧化还原位点、高比表面积和开放孔道，被视为高倍率锂离子电池正极的潜在候选。然而，这类正极通常处于“无锂”状态，且缺乏有效、快速且不破坏结构的预锂化方法，难以与商业无锂负极匹配。研究目的：新加坡国立大学John Wang院士团队提出一种“电位调控预锂化”策略，旨在利用具有平坦电位平台的锂化介体（如Li4Ti5O12），通过电化学势平衡实现对有机框架正极的自限式快速锂化，保留其结构完整性，并促进全电池在高电流下稳定运行。结论：以导电MOF CuHHTP为模型，该策略在约10分钟内完成可控预锂化，所得Li-CuHHTP保持原始框架结构，展现出快速Li⁺扩散和赝电容主导的储锂行为。在半电池中，Li-CuHHTP在60 A g⁻¹超高电流密度下仍可输出83.6 mAh g⁻¹；与硬碳负极组装的全电池在3.0 A g⁻¹下循环5000次后，容量保持率为87.4%。工作表明，受控预锂化能将有机框架正极的高倍率优势有效拓展至稳定运行的高电流全电池体系。