發(fā)展高充放電塑料袋和高容量的有機鋰電池對于其實際應用至關(guān)重要。但是由于固有的低導電性、非常有限的氧化還原動力學以及有機電極材料的實用性較差，如何達到這個目標仍是個巨大的挑戰(zhàn)。
有鑒于此，北京理工大學姚長江教授、梅仕林研究員等報道設計了供體-受體形式的共價有機框架材料，這種COF具有擴展共軛結(jié)構(gòu)、中尺度孔隙結(jié)構(gòu)和雙重氧化還原活性位點，能夠快速的進行電荷轉(zhuǎn)移和多電子氧化還原反應。
本文要點
（1）
以苯并[1,2-b:3,4-b':5,6-b']三噻吩（BTT）作為p型材料，芘-4,5,9,10-四酮（PTO）為n型材料（BTT-PTO-COF），構(gòu)筑的有機陰極具有優(yōu)異的比容量（當分別使用醚基和碳酸鹽基電解質(zhì)，達到0.2 A g-1的容量分別為218 mAh g-1和275 mAh g-1），優(yōu)異的倍率性能（在醚基電解質(zhì)中達到50 A g-1倍率的容量為79 mAh g-1，在碳酸鹽電解液中10 A g-1的倍率的容量為124 mAh g-1）。
（2）
通過BTT-PTO-COF電極構(gòu)筑雙離子電池的原型展示這種電極的應用前景，全電池原型的電化學性能與半電池相當。此外，通過離線表征和理論計算結(jié)合進行機理研究，說明BTT-PTO-COF的高效雙離子存儲和方便的電荷轉(zhuǎn)移。這項工作不僅擴展了氧化還原活性COF的應用，而且為高速率和高容量有機電極的結(jié)構(gòu)設計提供了指導與幫助。
參考文獻
Chang-Jiang Yao, Chengqiu Li, Ao Yu, Wenkai Zhao, Guankui Long, Qichun Zhang, Shilin Mei, Extending the π-Conjugation of A Donor-Acceptor Covalent Organic Framework for High-Rate and High-Capacity Lithium-Ion Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202409421
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202409421
