锂离子电池（LIBs）是一种极有前途的电网储能技术，也是交通运输和便携式电子产品的主要电源。目前商用的LIBs主要以石墨为负极材料，利用其层状结构进行Li+离子的插入和提取，从而在充放电过程中储存和释放电能。然而，这种脱/嵌机制在很大程度上依赖于Li离子与石墨中六方碳环之间的夹心配合结构的形成，理论上每个六方碳环平均只能采用一个Li原子，这导致Li储存量较低，而与其他负极材料相比，石墨较低的0.2V左右的充电电压平台。
近日，南方科技大学王湘麟教授，Yuping Yuan，中科大陈春华教授报道了合成了一系列六苯（HPB）衍生物：HPB-H、HPB-COOCH3和HPB-COOH，它们的外环上连接着不同的官能团。
文章要点
1）研究发现，具有羧基官能团的HPB-COOH作为LIBs负极，具有比HPB和HPB-COOCH3更高的比容量（997.4 mAh g-1）和更出色的倍率性能。
2）HPB-COOH优异的负极性能归因于其分别比HPB-COOCH3和HPB-H具有层状形貌、准2D结构、较低的LUMO能量和较高的电子电导率。此外，其传输通道的低能堆积有利于Li+离子在锂化和提取过程中的扩散。此外，HPB-COOH的层状分子堆积结构，也使得其具有优异的循环稳定性。
研究工作为设计合成具有合适的电化学氧化还原活性基团和层状分级结构的新型有机分子铺平了道路，以开具有高容量、良好倍率性能和高循环稳定性的下一代LIBs。
参考文献
Junxian Zhang , Yu Xia , Caichao Ye , Haifa Qiu , Nianji Zhang , Guoxin Yin , Guangyuan Ren , Chunhua Chen , Yuping Yuan , Hsing-Lin Wang , Layered Hexaphenylbenzene (HPB) Derivatives with Pseudo-2D Structure for High-Performance Li Ion Batteries, Energy Storage Materials (2021)
DOI：10.1016/j.ensm.2021.06.032
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.06.032
