近日，重点实验室李福军研究员带领团队在通过分子设计提升有机电极材料活性官能团利用率及倍率性能方面取得新进展，相关研究成果发表于Angew. Chem. Int. Ed。
含有碳、氢、氧和氮等可再生元素的有机电极材料因其可调特性和对环境友好等优点被认为是最有前景的下一代锂离子电池正极材料。然而，有机小分子电极材料面临两个挑战，即材料在有机电解液中易溶解和自身导电性差。将小分子聚合形成聚合物，可以有效地克服这些难题，但由于聚合物链易发生缠结、阻碍活性基团与锂离子和电子接触，导致活性基团利用率低和倍率性能差。
李福军研究员团队通过两种活性小分子（苯醌和邻苯二甲酰亚胺）同石墨烯原位溶剂热的方法，合成了具有2D微孔框架结构的分子（PIBN-G）。该分子因具有多孔结构，有利于分子结构中的活性基团与电解液中的Li+接触，促进了可逆电化学反应；并且受益于石墨烯与PIBN分子间强的相互作用与电荷转移，PIBN-G具有高的电子导电性。因此在电化学反应中，PIBN-G显示了卓越的倍率性能和较高的可逆容量。这一研究成果于2018年6月4日发表在Angew. Chem. Int. Ed，该成果为解决有机电极材料的活性基团利用率低、导电性差的难题提供了一种新解决思路。
该项研究得到了国家自然科学基金项目、国家科技部和教育部等资助。
文章链接为https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201805540
先进能源材料化学教育部重点实验室（南开大学）
Key Laboratory of Advanced Energy Materials Chemistry, Ministry of Education (Nankai University)