近日，湖南大學朱智強教授團隊提出了一種“分子工程+納米結構”協同策略，通過將具有氮雜環π共軛結構的納米化SMOCMs均勻錨定在還原氧化石墨烯（rGO）基底上，有效解決了上述瓶頸問題。研究團隊設計了一種具有氮雜環共軛結構的有機小分子DQDPD，通過水熱法將其納米顆粒均勻錨定在rGO表面。這一設計實現了三重優化：（1）分子中的C=O和C=N基團提供豐富活性位點，理論容量高達518 mAh g?1；（2）氮雜環共軛結構大幅增強了與石墨烯的相互作用，有效抑制材料溶解并提升電子導電；（3）納米級DQDPD均勻分散形成高效離子傳輸通道，提升反應動力學。因此，DQDPD@rGO展現出卓越的電化學性能：0.2 A g?1電流下容量達505 mAh g?1，能量密度1111 Wh kg?1，刷新同類材料紀錄；5 A g?1循環3000次后容量保持82%，10 A/g超快充放電仍保持290 mAh g?1容量，遠超傳統有機正極材料。原位光譜表征結合理論計算揭示了DQDPD的儲鋰機制，即C=O和C=N基團作為氧化還原活性中心，實現10個Li+的可逆嵌入/脫嵌。
Huiling Peng, Yu Han, Lei Zhang, Yaheng Geng, Zehao Yu, Chen Xu, Yizhi Yuan, Zhiqun Zhou, Prof. Xiao Liang, Prof. Jian Zhu, Prof. Zhiqiang Zhu
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202502088
