金属有机框架化合物（MOF）是由金属或金属簇和有机配体通过自组装方式形成的多孔网状骨架，是一类具有巨大比表面积和特定晶体结构的多孔固体化合物。到目前为止，已报道的具有不同尺寸、形状和性能的MOFs约有20000多种，被广泛应用在能量储存、催化剂、药物输送等领域。MOF材料应用于二次电池负极材料时，有两种形式，一种是将MOF材料直接应用于二次电池的负极材料，作为二次电池负极活性物质，利用其较多的活性位点和结构优势，直接促进离子传输，提供电池的容量。另一种形式是将MOF材料用作前驱体的牺牲模板，与过渡金属氧化物、过渡金属硫化物和过渡金属磷化物等转化类负极材料相结合，使得这些转化类负极材料生长在MOF材料的模板上。
1、锂离子电池
Zheng等［1］使用二维层状Cu-BDC用作前驱体，在不同温度下进行退火，酸处理后获得了最终的无定形MOF衍生碳（C500和C700）。C500和C700都具有丰富的介孔结构，形成不同程度的SEI层和不同的储锂特性。锂离子在衍生材料C500中具有高可逆性，在0.1A/g电流密度下具有690.4mAh/g的可逆比容量，并且在5.0A/g的500次循环后可以保持210.3mAh/g的高容量。
Han Y等［2］报道了一种简单有效的制备硅碳复合材料作为LIB负极的方法。他们将ZIF-8原位生长在硅纳米颗粒表面上。然后在惰性气氛下将其加热到700℃热解1ｈ，制备得到NPC包覆硅的复合材料（Si＠ZIF-8-700），利用了NPC的多孔结构来缓冲Si在充放电过程中的体积变化，充分发挥了硅材料的高容量特性。
张燕锋等[3]通过一步微波法设计合成了含有Co和Ｚn的双金属有机骨架结构，并在氧气氛围下500℃煅烧衍生获得由纳米粒子组装的Co-Zn-O双金属氧化物微米棒材料 ，将其作为锂离子电池负极材料时展现了较高的比容量与循环稳定性，经100圈的充放电循环后 ，比容量保持在1137mA·ｈ·ｇ-1。
2、钠离子电池
Kaneti等［4］合成了一种新型双金属中心原子的MOF材料( Ni-Co-ZIF)，具有菱形的12面体结构。Ni-Co-ZIF作为前驱体，在氩气的氛围下于500℃进行煅烧，合成了一种 Ni掺杂的Co/CoO /NC双金属MOF衍生物。当将这种衍生物阳极材料与钠片组成半电池时，在高电流密度( 500mA/g)下，电池的放电容量可以达到218mAh/g，在循环100圈之后，电池依然保持87.5%的容量保持率。当电流密度分别为100、200、500、1000、2000、5000mA /g时，电池的放电比容量分别为 307、261、218、189、156、110 mAh/g。
Zhang等［5］通过煅烧Mn－MOF( Mn－BTC) 前驱体高温煅烧碳化，制得了一种MnO@C纳米杆，将其作为钠离子电池的阳极材料表现出良好的循环稳定性。经过100圈充放电循环后，电池的放电比容量为262mAh/g。甚至当电流密度为2A/g时，经过5000圈循环后，仍可保持140mAh/g的比容量。
Liqin Wang等[9] 公开一种通用的金属有机骨架衍生路线，通过Ostwald 熟化，通过水热和阴离子交换策略合成三种碳包裹的蛋黄壳镍球（Ni2P/C、NiS2/C 和 NiSe2/C）。通过研究发现磷酸镍的物理化学性质优于硫化物和硒化物，包括高活性磷化物相、BET比表面积大、弱极化、低放电平台、电压间隙小、动力学快等特点。
3、钾离子电池
邱若雪等[6]利用水热法合成八面体Cu-MOF前驱体，再经煅烧刻蚀、泡酸后得到空心八面体碳材料，其空隙增大，表现出优异的电化学性能，尤其是有较好的储钾性能，将其作为负极材料应用于制备钾离子电池，可展现出良好的倍率性能以及长久的循环稳定性。
锁国权等[7]公开碳包覆的Co-MoF的中空纳米带结构作为钾离子电池负材料可以提高电池的导电率、循环性能和比容量。金属有机框架可以减小K+嵌入与脱出过程中的阻力，同时金属Co可以增加电池的导电性能，中空纳米带的结构缓解钾离子嵌入与脱出的过程中带来的体积膨胀，从而增加电池的比容量。
Xianlu Lu等[8]公开MOF-5作为钾离子电池（PIB）负极材料具有超高循环稳定性，在 62.5℃的固定工作温度下，PIB在电流密度为200mAg-1时的初始放电比容量和充电比容量分别为∼1183和210mAhg-1，并保持比容量为160 mAhg-1经150次循环仅有0.15%的低衰减。即使在500mAg-1的高电流密度下，经过3000次循环仅有0.018%的微小衰减，可提供56mAhg-1 的可逆比容量。
4、结语
MOF材料具有比表面积大和孔道多等特点，不仅可以为阳极材料提供更多的离子传输孔道， 还能充分缓冲阳极材料在充放电过程中产生的体积变化， 使阳极材料不会因长期的循环而发生变形甚至粉化，从而表现出优异的电化学性能。尽管MOF材料已经取得了一些研究进展，但作为锂、钠、钾二次电池负极材料，MOF前驱体中有机配体的选择、合成工艺、导电性等方面仍然面临很多的问题和挑战需要做出更多的努力。
参考文献
[1]Zheng G等，Fabrication of 2D Cu-BDC MOF and its derived porous carbon as anode material for high-performace Li/K-ion batteries
[2]Han Y等，In situ growth of MOFs on the surface of Si nanoparticles for highly efficient lithium storage :Si@MOF nanocomposites as anode materials for lithium-ion batteries
[3] 张燕锋等，金属有机骨架衍生双金属氧化物的锂离性能
[4] Kaneti Y V等，Fabrication of an MOF-derived heteroatom-doped Co/CoO/carbon hybrid with superior sodium storage performance for sodium-ion batteries
[5] Zhang X等，MnO@C nanorods derived from metal-organic frameworks as anode for superiorly stable and longlife sodium-ion batteries
[6] 邱若雪等，CN112265979A
[7] 锁国权等，CN109817958A
[8] Xianlu Lu等，MOF-5 as anodes for high-temperature potassium-ion
[9] Liqin Wang等,General metal–organic framework-derived strategy to synthesize yolk-shell carbon-encapsulated nickelic spheres for sodium-ion batteries
