共价有机聚合物因其重量轻、分子可行、结构稳定、环境友好等优点，在储能领域受到人们越来越多的关注。然而，原始共价有机材料的低载流子迁移率是其用于锂离子电池存在的主要缺点。
近日，上海大学Yong Wang报道了一种富含醌的共轭有机聚合物（2AQ，由两个具有活性醌基团的配体命名）作为锂离子电池（LIBs）负极材料。
文章要点
1）研究人员通过3,7二羟基蒽醌（DHAQ）和四氟-1,4-苯醌（TFBQ）的亲核取代反应合成了2AQ。研究发现，共轭AQ和BQ单元有利于聚合物中的电子传导，为储锂提供了丰富的氧化还原活性位点。
2）一方面，研究人员将具有氧化还原活性的花瓣状纳米级MnO2原位插层到共轭聚合物中。与本体聚合物相比，其在2AQ材料周围的存在可以减少聚合物的团聚，并保持其相对较小的尺寸，从而有效地利用活性有机基团。而多孔的花瓣状MnO2颗粒和独特的蛋黄−壳结构可以作为电解液储存库，促进电解液的注入和电荷转移。此外，所设计的蛋黄−壳体结构中的内部空隙也可以适应循环过程中的体积变化。
3）另一方面，钴离子与C=O和C−O基团的高电负性O原子配位，进一步提高电荷迁移率，促进聚合物苯环上官能团和π电子的更有效利用。值得一提的是，由于两种金属（MnO2和Co2+）与锂离子之间的氧化还原反应，不仅可以大大提高复合材料的整体比容量，而且C=O基团和苯环可以更具活性的储锂。
4）基于双金属改性，Co@2AQ-MnO2电极在100 mA g−1下，200次循环后具有极大的可逆容量1534.4 mA h g−1，并具有优异的高倍率性能(1000 mA g−1循环后容量仍达到596.0 mA h g−1)。
参考文献
Yingnan Cao, et al, Rational Construction of Yolk−Shell Bimetal-Modified Quinonyl-Rich Covalent Organic Polymers with Ultralong Lithium-Storage Mechanism, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c03857
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c03857
