有机电极材料的结构可设计性使其在对称全有机电池（SAOBs）中具有不同的平台。然而，目前已有不少工作报道了全有机电池，开发高性能有机材料用于SAOBs仍然是一个挑战。

近日，华中科技大学王成亮教授，南京大学Jing Ma报道了一种用于对称全有机电池的小分子材料，2,3,7,8-四氨基吩嗪-1，4,6,9-四酮（TAPT）。

文章要点

1）C=O和C=N基团丰富的活性中心可以保证两个以上的高原和每个高原的高容量。NH₂基团和丰富的C=O和C=N基团的引入使分子间的强相互作用包括氢键和π-π相互作用，导致了小分子的层状结构和不溶性，并导致了高的环稳定性。

2）这种小分子在高容量方面优于具有大的非活性取代基的材料，也优于需要复杂合成路线的聚合物。更重要的是，NH₂基团的存在作为羰基的邻位，使得氧和氮原子与金属离子形成螯合，从而产生高密度的官能位，从而产生高容量。

3）结果表明，TAPT共可接受6个电子，总理论比容量为535.8 mAh g^-1。采用平均电压约为2.5 V的极板作为正极，平均电压约为0.75 V的极板作为负极，即使在500次循环后，SAOBs在0.1 A g^-1和1 A g^-1下的容量也分别达到了361 mAh g^-1和198 mAh g^-1。TAPT的高性能应归因于丰富的活性中心的协同作用，没有大的非活性基团，共轭和富含C=O，C=N和NH₂的分子间存在强烈的相互作用，以及与Li离子的络合作用。

本研究提出了一种具有应用前景的对称全有机电池电极材料——小分子电极材料，为进一步研究具有高电化学性能的有机材料在电池中的实际应用奠定了基础。

参考文献

Zengyu Li, et al, A Small Molecular All-Organic Symmetric Lithium-Ion Battery, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202207221

https://doi.org/10.1002/anie.202207221