有机电极材料因其环境友好、轻质高能、结构可设计等优势，有机电极材料因其轻质、环保、可设计性强等优势，被视为下一代电池材料的重要选择。然而，现有的有机电极材料在有机电池特别是全有机对称锂离子电池（SAOBs）中的应用仍面临诸多挑战，例如难以同时满足正负极电压需求、电极兼容性差以及工艺复杂等。尽管已报导一些小分子和共价有机聚合物用于对称全有机电池中，但其溶解性高或功能单一的问题限制了实际应用。因此，开发新型双电极可用材料以突破上述挑战至关重要。 近日，华南师范大学兰亚乾、陈宜法教授团队设计了一种基于酰亚胺连接的三基元分子结COFs材料（TAT-AZO-COF），并将其作为双电极活性材料应用于SAOBs中。
示意图 1. 基于COFs的全有机对称锂离子电池 图1. COFs的结构示意图和PXRD图 图2. TAT-AZO-COF的结构表征 在半电池测试中，当AT-AZO-COF用作正极材料时，表现出优异的倍率性能，在0.1 A g-1下表现出541 mAh g-1的高可逆比容量，活性位点利用率达95.6%，在10 A g-1大电流下，循环2000次仍保持160 mAh g-1的容量；用作负极材料时，在活化后容量高达1054 mAh g-1，远超其理论值（486 mAh g-1）。全电测试中组装的SAOBs在10 A g-1高电流密度下循环10000次后仍保持90 mAh g-1的容量，能量密度高达125 Wh kg-1，同时组装成软包电池后成功点亮LED灯，并在折叠状态下也可稳定运行，展示了其在柔性可穿戴设备中的潜力。 图3. TAT-AZO-COF的半电池性能图。 图4. TAT-AZO-COF的全电池性能图 图5. 储锂机理探究图 该项工作中研究报道了三基元分子结COFs材料TAT-AZO-COF，通过羰基/偶氮基/三嗪基协同效应突破全有机对称锂离子电池性能瓶颈，实现125 Wh kg-1高能量密度且组装软包电池验证其柔性应用潜力。该材料设计将为多功能有机电极材料设计开辟了新路径。 论文信息 Three-Motif Molecular Junction Covalent Organic Frameworks for Symmetric All-Organic Lithium-Ion Battery Wenhai Feng, Zhi Yang, Can Guo, Huifen Zhuang, Rui Xu, Haifu Zhang, Mingjin Shi, Zhengyang Chen, Prof. Yifa Chen, Prof. Ya-Qian Lan Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202508937
