他，华南理工大学副院长，「国家杰青」，最新AEM！

研究概述

含氮杂环分子具有不依赖金属资源、灵活的共轭结构和快速的电荷存储动力学等特点，因此有望用作锂离子电池的电极材料。然而，其容量不够高（小于400mAh g-1）的不足在很大程度上限制了它在实际应用中的潜力。

基于此，2024年8月28日，华南理工大学梁振兴教授/傅志勇教授/Kai Wan在国际顶级期刊Advanced Energy Materials发表题为《s-Tetrazine-Bridged 2,2′-Bipyrimidine as Superior Atom-Economic Multi-Charge Cathode Material for Lithium-Ion Batteries》的研究论文。

在这里，研究人员通过在两个嘧啶环之间插入一个s-四嗪的吸电子π桥单元，开发了一种新型分子，即3,6-双（2-嘧啶基）-1,2,4,5-四嗪（DPmT），实现了多个活性位点的密集组装。DTmP表现出显著的原子经济性，达到40g(mol e)-1，指的是每单位电荷转移的分子质量。DPmT正极材料在70°C、50mA g-1条件下可产生653mAh g-1的高容量和1188Wh kg-1的能量密度。在500mA g-1下循环500次后，容量保持率达到80%，证实了其优异的循环性能。

研究人员还进行了光谱研究和理论计算。首先，C═N和N═N被认为是锂离子可能的结合点。第二，s-四嗪的引入显著提高了分子的平面性，从而促进了电荷离域和分子稳定性。

这项工作为设计原子经济的高容量多电荷电极材料提供了新策略。

图文解读

图1：DPmT正极在0.3m LiTFSI-[PY13][TFSI]电解液中70°C时的电池性能

图2：DPmT的锂化/脱锂过程

图3：DPmT电极的原位ATR-IR

文献信息

s-Tetrazine-Bridged 2,2′-Bipyrimidine as Superior Atom-Economic Multi-Charge Cathode Material for Lithium-Ion Batteries，Advanced Energy Materials，2024. https://doi.org/10.1002/aenm.202402247