由于钠资源丰富且成本低廉，钠离子电池（SIBs）是大规模储能的有希望候选者。钠离子电池( SIBs )由于Na+半径大，动力学缓慢，体积变化大，比容量有限。然而，这些问题均可以通过使用共价有机框架( COFs )作为电极来解决。

在此，香港城市大学张其春团队设计并合成了一种含氮杂环丁烯三酮的COF (记为CityU-33)并将其作为钠离子电池的电极材料。研究显示，由于其固有的丰富的氧化还原活性位点和快速的插层动力学，CityU-33在0.1 A g-1下具有410.4 m Ah g-1的高放电容量，并表现出优异的循环稳定性。在0.2 A g-1下的放电容量为313 m Ah g-1，在1700 次循环后容量保持率约为100 %。

图1. CityU-33的设计流程

总之，该工作设计并合成了COF (CityU-33) 并用作 SIB 中的负极。研究显示，CityU-33在SIB中表现出优异的性能，由于其框架中存在多个可到达的C=O、C=N和C=C氧化还原活性位点，其在0.1 A g-1下具有410.4 mAh g-1的高放电容量。

此外，由于CityU-33的高度有序结构和均匀的纳米通道，Na//CityU-33电池表现出良好的倍率性能和长循环性能。因此，该项工作提供了一种提高Na+存储容量的新策略。

图2. 电池性能

Multiple Redox-Active Centers in An Azatriangulenetrione-Based Covalent Organic Framework for High-Capacity, High-Rate and Ultra-Stable Sodium-Ion Batteries, Angewandte Chemie International Edition 2024 DOI: 10.1002/anie.202417779