共轭羰基类化合物是一种典型的有机电极材料。但是一般来说酸酐类和酰亚胺类小分子的氧化还原电位都不高，大多不超过2.5 V（vs. Li+/Li），且易溶于电解液中，造成容量衰减。近日，西安交通大学何刚课题组使用硫原子取代萘酰亚胺分子中的羰基氧。这一策略可以有效提升萘酰亚胺分子的放电电位及循环稳定性。更重要的是，作者发现了分子的顺反异构会对其放电电压产生影响。
本文要点
1) 作者从使用硫原子取代萘酰亚胺（P-NDI）分子中羰基上四个氧原子中的两个，构造出具有顺式（cis-2S）和反式（trans-2S）结构的硫代萘酰亚胺；
2) cis-2S的放电电位比trans-2S高约100 mV，比P-NDI高约256 mV；
3) 在50 mA/g电流密度下，经历400周充放电循环后，cis-2S的容量保持率为63%，高于trans-2S（39%）和P-NDI（26%）；
4) 作者使用原位拉曼光谱、XPS和DFT计算显示了硫原子是锂结合位点。
笔者认为本研究最大的亮点在于发现了顺反异构对有机物氧化还原电位的影响，而这种影响产生的原因尚未清楚，不知道其是否和前段时间报道的空间电子结构有本质上的联系（http://www.nanoer.net/e/action/ShowInfo.php?classid=4&id=25769）。
参考文献：
B. Zhang et al. Isometric Thionated Naphthalene Diimides As Organic Cathodes for High Capacity Lithium Batteries, Chem. Mater., 2020
DOI: 10.1021/acs.chemmater.0c03661
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.0c03661?ref=pdf
