ACS Cent. Sci. | 基于金属有机框架的锂氧电池：从材料设计到系统集成的现状与展望

随着电动汽车和便携电子设备的发展，传统锂离子电池能量密度已近极限。锂氧电池因其高达11400 Wh/kg的理论能量密度被视为下一代储能技术，但面临放电产物过氧化锂导电性差、反应动力学缓慢、电解液易分解及锂枝晶等挑战。金属有机框架材料凭借超高比表面积、可编程孔道和原子级分散金属位点，为解决这些难题提供了新思路。本文系统梳理了从原始MOF到MOF衍生物及复合体系的设计策略与最新进展，揭示了多级孔道与原子级活性位点的协同催化机理，并提出导电工程、缺陷调控、双金属协同等改性方法。研究证实MOF基材料可通过孔道限域、位点调控和界面工程显著提升反应动力学与循环稳定性。未来研究应聚焦于开发高稳定低成本MOF、融合AI高通量筛选以及发展多模态原位表征技术，以推动锂氧电池从实验室走向实用化高比能储能系统。