近日，湖南大學(xué)朱智強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)提出了一種“分子工程+納米結(jié)構(gòu)”協(xié)同策略，通過(guò)將具有氮雜環(huán)π共軛結(jié)構(gòu)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(wèn)題。研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種具有氮雜環(huán)共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)小分子DQDPD，通過(guò)水熱法將其納米顆粒均勻錨定在rGO表面。這一設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了三重優(yōu)化：（1）分子中的C=O和C=N基團(tuán)提供豐富活性位點(diǎn)，理論容量高達(dá)518 mAh g?1；（2）氮雜環(huán)共軛結(jié)構(gòu)大幅增強(qiáng)了與石墨烯的相互作用，有效抑制材料溶解并提升電子導(dǎo)電；（3）納米級(jí)DQDPD均勻分散形成高效離子傳輸通道，提升反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。因此，DQDPD@rGO展現(xiàn)出卓越的電化學(xué)性能：0.2 A g?1電流下容量達(dá)505 mAh g?1，能量密度1111 Wh kg?1，刷新同類材料紀(jì)錄；5 A g?1循環(huán)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(yuǎn)超傳統(tǒng)有機(jī)正極材料。原位光譜表征結(jié)合理論計(jì)算揭示了DQDPD的儲(chǔ)鋰機(jī)制，即C=O和C=N基團(tuán)作為氧化還原活性中心，實(shí)現(xiàn)10個(gè)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
