现代社会对先进储能技术的迫切需求，特别是受人工智能计算集群广泛部署的驱动，刺激了对能够同时提供高能量密度和高功率密度装置的研究 [1], [2], [3]。在各种储能技术中，超级电容器（SCs）以其极高的功率密度、超快的充放电动力学和出色的长循环稳定性而著称，使其非常适合电动汽车和便携式电子设备等苛刻应用 [4], [5], [6], [7]。然而，传统对称超级电容器（SSCs）的广泛部署根本上受限于其固有的低能量密度。为解决此问题，引入了不对称超级电容器（ASCs）构型作为替代装置架构（图 1a）[8], [9], [10], [11], [12]。两种具有互补电化学稳定窗口的不同电极的合理配对，使 ASCs 能够在比对称装置宽得多的电压窗口下工作。这种架构在保持固有高功率特性的同时，显著增强了能量密度，从而凸显了 ASCs 作为下一代电化学储能技术中关键平台的地位（图 1b）[13], [14], [15]。双电层电容（EDLC）和赝电容（PC）构成了超级电容器主要类别背后的两种主要电荷存储机制 [16], [17], [18], [19]。EDLC 基于电极 - 电解质界面离子吸附的纯粹物理过程，提供极高的功率密度和循环耐久性，尽管牺牲了相对较低的能量密度 [20], [21]。相比之下，PC 的储能机制是一种化学过程，其中氧化还原反应发生在电极表面，导致较高的能量密度但循环寿命较差 [22]。电池型行为，通常与 PC 或混合型超级电容器相关，涉及一种基于氧化还原的化学存储机制，该机制不仅发生在电极表面，还深入材料相内，从而以低功率密度和短循环寿命为代价最大化能量密度（图 1c）[23], [24], [25]。因此，由互补电荷存储机制控制的电极材料的合理集成已成为协同增强 ASCs 整体电化学性能的关键策略。
金属有机框架（MOFs）提供了一组独特的优势，包括极高的表面积、可调的孔结构和可设计的化学组成 [26], [27], [28], [29], [30], [31], [32]。基于 MOF 的负极材料继续面临若干基本挑战，包括固有的低电导率、两电极之间的容量贡献不匹配、结构稳定性不足和循环寿命有限 [33]。通过明智地设计 π-共轭或氧化还原活性配体、定制金属活性位点、调节空间架构和采用衍生化策略，基于 MOF 的材料可以克服这些限制并增强 ASCs 中负极的电化学性能 [34]。基于 MOFs 的负极材料在实际工业应用中受到合成条件涉及高温高压、使用集流体进行原位生长、经济成本等因素的限制 [35]。此外，先进负极材料的探索显著滞后 [36], [37], [38], [39]。尽管碳基材料和有限的几种金属氧化物（例如 Fe2O3、MnO2、MoO2）常被使用，但它们通常存在电位窗口窄、电容适中或循环稳定性不足的问题 [40], [41], [42], [43], [44]。基于 MOFs 的 ASCs 负极尚未被系统综述和讨论。因此，对基于 MOFs 的高性能负极材料的合理设计和开发进行系统综述对于实现下一代 ASCs 至关重要。
因此，本综述及时且至关重要，旨在巩固基于 MOFs 的 ASCs 负极的最新进展。它将系统阐述各种 MOFs（二维共轭金属有机框架（2D c-MOFs）、过渡金属基金属有机框架（TM-MOFs）、双金属金属有机框架（M1M2-MOFs）、镧系基金属有机框架（Ln-MOFs）及其衍生材料）用于负极应用的设计策略、合成和结构工程。将深入讨论结构 - 性能关系，以提供对电荷存储机制的深刻见解。通过全面分析其卓越的电化学性质并对关键挑战（如有限的电导率和可扩展性）进行批判性评估，本综述致力于提供基本原理见解并促进基于 MOFs 的负极合理设计的未来创新，最终加速高性能储能技术的发展。
