具有界面效應的異質結構在改善電極材料的電化學動力學方面表現出巨大的潛力。然而，異質結構的應用受到了復雜的合成參數和眾多單一成分的阻礙。

圖1 NSM復合材料的合成路線示意圖

北京理工大學陳人杰、黃永鑫等從一個新的角度提出了NiS/SnO₂/MOF(NSM)異質復合材料作為鋰離子電池高性能電極的多模板合成策略，即利用多孔金屬有機框架材料（MOFs）來制備更多的異質結構和豐富的功能團。MOFs的有機配體可以與NiS的Ni²⁺和SnO₂的Sn⁴⁺相互作用。

同時，MOFs中的三維通道可以通過協同作用實現不同成分的電子定位，以及減輕鋰化/去鋰化過程中的體積變化。

此外，碳納米管（CNTs）被引入NSM樣品以提高NSM@CNTs復合材料的電子傳導性。

從實驗到理論計算的系統研究表明，CNTs的加入促進了電子傳導性的提高，NiS、SnO₂和MOFs之間異質結的形成增強了電化學反應活性，而MOFs的多孔性減輕了鋰化/脫鋰時的體積變化，從而獲得了良好的儲鋰性能。

圖2 動力學研究

受益于結構和組成上的優勢，新型的NSM電極實現了卓越的電化學性能，具有優異的比容量、出色的倍率能力和超長的循環性。由于有機成分和金屬有機框架（MOFs）的多孔特性之間的兼容性，NSM電極與基于PEO的固態電解質表現出更大的界面兼容性。

這項工作不僅描述了異質結構高性能電極材料的縝密協議，而且為加強固態電池界面之間的連接提供了新的見解。

圖3 循環和倍率性能

Co-MOF as Stress-Buffered Architecture: An Engineering for Improving the Performance of NiS/SnO2 Heterojunction in Lithium Storage. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202300413