近日,香港城市大学材料科学与工程系张其春教授课题组, 化学系李振声课题组与中南大学陈立宝教授课题组通过采用功能化模块(N,N’-双(4-吡啶基)-1,4,5,8-萘四甲酰基二酰亚胺与1.4苯二硼酸邻二苯酚酯,成功合成一维链式有机硼氮配位键聚合物单晶(CityU-25)。该单晶不仅体现了优异的稳定性,而且功能化的构建单元还赋予其优良的电化学性能。该团队首次将有机硼氮配位键单晶材料应用于可重复充放电锂离子电池,在0.5 A/g的电流下,该电池稳定循环720次后依然保持有673 mAh/g的容量,在0.1 A/g的电流下,该电池稳定循环170次后的容量为455 mAh/g。
该研究通过功能化模块搭建有机硼氮配位键单晶的方式构建功能单晶材料,不仅利用了硼氮配位键易于形成聚合物单晶的特性,还充分利用了功能化构建单元之间形成的共轭作用与电化学特性。既明显提升了晶体稳定性,又增强了晶体在锂离子电池中的性能,为有机聚合物单晶材料设计以及新一代有机锂离子电池设计提供了思路。
(a) CityU-25在显微镜下的光学图像;(b) CityU-25的SEM图像;(c -f)分别为B、C、N、O元素的EDX mapping 图。
Qiang Dong, Tuoya Naren, Lei Zhang, Weixuan Jiang, Miaomiao Xue, Xiang Wang, Prof. Dr. Libao Chen, Prof. Dr. Chun-Sing Lee, Prof. Dr. Qichun Zhang
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202405426