吉林大学关绍巍教授团队《ACS AMI》：通过锌粉诱导偶联生成的六氮杂萘基偶氮聚合物做锂离子电池正极材料

点击上方“蓝字” 一键订阅

近年来，有机电极材料的研究取得了显著进展。其中，六氮杂萘(HATN)基化合物具有刚性、平面、共轭芳香族结构，以及丰富的氧化还原活性C=N基团，成为一种很有前途的有机电极材料。然而，目前在实现HATN基聚合物电极材料的高容量和良好的倍率性能等方面仍面临着巨大的挑战。

近期，吉林大学关绍巍教授团队设计了一种新型的具有多活性位点的(C=N基团和N=N基团)延伸π-共轭结构的聚合物PAH(图1)。PAH中吸电子的HATN结构和引入的N=N连接基团可以有效调节分子轨道的能级和能带间隙，进一步调节电荷传输行为和氧化还原电位。与文献中报道的电化学聚合生成偶氮聚合物的方法相比，通过锌粉诱导偶联得到的偶氮聚合物作为电极材料具有更优异的电化学性能。PAH正极具有更高的比容量和更好的循环稳定性（在500 mA g^-1的电流密度下循环1500次后仍可提供97 mAh g^-1的可逆容量，是HATNTN正极的28 倍）和更优异的倍率性能（即使在2000 mA g^-1的电流密度下仍能保持118 mAh g^-1的容量，是HATNTN正极的90倍）。

图1. (a) PAH的合成示意图。 (b) 基于DFT 计算的PAH-DM的分子轨道和能级。（c-e）HATNTN和PAH的红外以及固体核磁表征。

图2. PAH电极和HATNTN电极的电化学性质。

 图3. (a-f) 充放电过程中不同电压下PAH电极的非原位XPS图谱。（g）基于DFT计算的分子静电势。（h）PAH的电化学氧化还原过程。

本研究为从硝基化合物构建具有多个氧化还原中心的延伸π共轭偶氮聚合物开辟了新的途径，为开发新型锂离子电池电极材料提供了新的思路。该工作以“π-Conjugated Hexaazatrinaphthylene-Based Azo Polymer Cathode Material Synthesized by a Reductive Homocoupling Reaction for Organic Lithium-Ion Batteries”为题发表在《ACS Appl. Mater. Interfaces》上。吉林大学化学学院孙忠晖博士为文章的第一作者。该研究工作得到了国家自然科学基金委和吉林省科技厅的支持。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsami.2c09618

相关进展

天大闫熙博副教授、郭锦棠教授和天津科大王帅副教授 CEJ：偶氮苯基聚合物引擎驱动的光响应有机纳米马达

苏州大学张伟教授：通过共价手性多米诺效应诱导和调控侧链型偶氮苯聚合物的超分子手性

苏州大学张伟教授课题组：基于侧链型偶氮苯聚合物的超分子手性组装在二氧化硅纳米粒子表面构建手性光学开关

天津大学封伟教授团队特邀综述：偶氮基超分子聚合物的结构设计与应用

高分子科技原创文章。欢迎个人转发和分享，刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：[e-mail]

诚邀投稿

欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至[e-mail]，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。

欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。

申请入群，请先加审核微信号PolymerChina（或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。

点

这里“阅读原文”，查看更多