Angew:多氧化还原活性中心的聚酰亚胺连接的COF框架助力高效正极储锂
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共价有机框架(COF)是一类新兴的锂离子电池正极材料。然而，目前报道的COF类正极材料由于活性位点密度太低、利用率不高从而导致其容量十分有限。近日，北京科技大学Kang Wang、Jianzhuang Jiang以及中科院化学所Feng He等报道了一种可以用做储锂正极的多氧化还原活性位点的聚酰亚胺连接的二维COF材料。
文章要点
1）研究人员开发了一种叫做2,3,8,9,14,15-六羧基六氮杂三萘三酐（HATN-AP）的结构基元来构建COF材料，该材料具有高达406mAh/g的高理论比容量。HATN-AP与具有氧化还原活性的连接单元2,6-二氨基蒽醌（DAAQ）能够形成具有聚酰亚胺连接结构的COF（HATN-AQ-COF）。这种COF材料具有高密度的储锂活性单元，每个分子包含6个吡嗪（C=N）、3个酰胺羰基（C=O）、3个醌羰基（C=O）。
2）此外，研究人员还发现HATN-AQ-COF显示出3.8 nm大孔径的永久孔隙率和优异的结晶性，其六角形多孔结构通过高分辨率透射电子显微镜清晰可见，因而能够有效促进离子传输和提高氧化还原活性位点的利用率。这种结构与其二维刚性共轭骨架共同使得该材料在0.5C的电流密度下可逆容量高达319mAh/g，在10C的电流密度下可逆容量高达226mAh/g。
参考文献
Xiya Yang et al, Mesoporous Polyimide-linked Covalent Organic Framework with Multiple Redox-active Sites for High-Performance Cathodic Li Storage, Angewandte Chemie, 2022
DOI: 10.1002/anie.202207043
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202207043
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