分层铜‐蒽醌配位聚合物阴极利用双重氧化还原位点和促进离子扩散以实现高性能锂离子电池

摘要 有机电极材料通常面临电子导电性差和在电解液中溶解度高的挑战。为此，我们合成了Cu‐DHAQ，一种使用1,4‐二羟基蒽醌（DHAQ）作为配体和Cu 2+作为金属中心的分层金属－有机配位聚合物。配位聚合有效抑制了DHAQ的溶解，并增强了循环稳定性。扩展的π-共轭框架促进了电荷的离域化，提高了导电性，而分层结构则促进了Li +的扩散。Cu‐DHAQ具有双重氧化还原活性中心（Cu 2+/Cu +和C═O/C─O −），能够实现三电子转移反应。受益于这些协同效应，Cu‐DHAQ阴极在100个循环后达到高放电容量260.5 mAh g -1，保留率为81.2%，并在0.5 A g -1时保持119.4 mAh g -1。此外，使用Cu‐DHAQ阴极和预锂化硬碳（Li‐HC）阳极的硬币和袋装全电池均成功演示，突显其作为锂电池高性能有机阴极材料的潜力。