中山大学朱有龙、吴丁财团队AFM：分子构型调控多孔有机聚合物负极界面演化实现高倍率长寿命钾离子存储

本文针对钾离子电池负极材料因钾离子半径大导致的体积变化和动力学缓慢问题，研究了多孔有机聚合物（POPs）负极的分子构型对界面化学和电化学性能的影响。研究目的旨在通过调控POPs的分子结构，揭示其如何影响固体电解质界面膜（SEI）的形成与演化，从而提升电池的倍率性能和循环寿命。通过设计三种分子结构相近但π共轭连续性和C═N活性位点密度不同的POPs（HATN-TEB、DATN-TEB和HATN-DEB），发现优选的HATN-TEB具有共平面π共轭骨架和适中的C═N位点密度，能调控初始界面电子转移动力学，促进形成无机组分丰富且稳定的SEI，避免局部离子/电子积累。实验结果表明，HATN-TEB半电池在0.05 A g-1下实现403 mA h g-1的高可逆容量，在3 A g-1下仍有169 mA h g-1，并在1 A g-1下循环3600圈后保持279 mA h g-1的容量。结论指出，该工作通过结构导向策略实现了高倍率、长寿命钾离子存储，为开发高性能有机电极提供了通用设计原则。