华科王成亮Angew：用于快速阴离子存储的供体-受体 (DA) 共轭聚合物

近年来，有机电极材料引起了电池领域的广泛关注。然而，它们仍存在电极电位低、反应动力学慢和循环寿命短等问题。

在此，华中科技大学王成亮团队报告了一种通过使用二氢吩嗪（PZ）和噻蒽（TT）的共聚物（p-TTPZ）来制造供体-受体（DA）共轭聚合物以促进电荷转移，从而加速反应动力学的策略。

具体而言， DA共轭聚合物作为p型正极可以存储阴离子并表现出高放电电压（分别为3.82 V和3.16 V的两个平台），在0.1 A g^-1时可逆容量为152 mAh g^-1，具有优异的倍率性能。10 A g^-1(~50C)时具有 124.2 mAh g^-1的高容量和出色的循环性能。结果显示，p-TTPZ//石墨全电池表现出高输出电压（3.26 V）、0.05 A g^-1 的放电比容量为139.1 mAh g^-1 和优异的倍率性能。

图1. DFT计算

总之，该工作报道了一种由二氢吩嗪 (PZ) 和噻蒽 (TT) 单元组成的共聚物 (p-TTPZ)。虽然它们都是p型单体，但PZ和TT的结合导致了电荷转移。计算得出的 p-TTPZ 的 HOMO 和 LUMO 分别位于 PZ 和 TT 单元上方，表明 PZ 和 TT 分别充当供体和受体。

与对应的均聚物p-DPPZ和p-PATT相比，具有D-A分子结构的p-TTPZ正极具有更窄的带隙和更高的电导率，有利于电荷传输并加速反应动力学，从而具有优异的倍率性能。因此，该项工作为通过分子设计开发高性能有机电极材料提供了一种新的策略，并为高能量密度有机电池铺平道路。

图2. 电池性能

A donor-acceptor (D-A) conjugated polymer for fast storage of anions， Angewandte Chemie International Edition 2023 DOI: 10.1002/anie.202317393

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华科王成亮Angew：用于快速阴离子存储的供体-受体 (DA) 共轭聚合物

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