配位聚合物可以同时利用过渡金属氧化还原和有机配体氧化还原，因此可以作为具有多个氧化还原中心的正极，用于高性能锂离子电池（LIBs）。

近日，华南理工大学Lei Zhang提出了由氯冉酸(CA)的羰基配体配位的Cu²⁺组成的氯冉酸铜(II)作为具有高容量和高电压的改进配位聚合物正极。

文章要点

1）研究发现，CA配体具有较轻的重量和两个氧化还原活性羰基，用于提供高容量。Cu^2+/1+氧化还原位于3.0 V左右，可维持高电压。同时，Cu²⁺和CA^2–交替排列，通过CuO₄正方平面配位形成链状结构，进一步堆积成层状结构的单晶。所得到的具有单晶性质和层状结构的CuCA允许具有0.27 eV的低扩散势垒的高效Li⁺存储。此外，有机配体和过渡金属离子之间的π–d共轭能够促进沿着CuCA链的电子转移，导致具有0.167 eV的小带隙的高电子电导率。

2）所开发的CuCA在基于聚碳酸亚丙酯(PPC)聚氧化乙烯(PEO)-双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(LITFSI)-氧化铝(Al₂O₃)的准固态电解质中实现了出色的电化学性能，特别是基于3.0 V下Cu^2+/1+氧化还原的多个氧化还原中心和2.3 V和2.0 V下每个CA^2-配体中的两个羰基的50 mA g^-1下297.0 mAh g^-1的高放电容量，160.6 mAh g^-1的高倍率容量，是一种极具吸引力的高性能LIBs正极材料。

这项工作为合理开发用于LIBs的高性能配位聚合物正极开辟了一条新的途径。

参考文献

Yuwen Luo, Jinlong Liu, and Lei Zhang, A Monocrystalline Coordination Polymer with Multiple Redox Centers as a High-Performance Cathode for Lithium-Ion Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202209458

https://doi.org/10.1002/anie.202209458