Angew：放电中压可达4.0 V的高氧化还原电位COF，用于高电压锂离子电池正极

本文围绕高电压、长寿命锂离子电池正极材料的设计展开。背景方面，传统无机正极材料面临资源与环境挑战，而有机材料虽具备可持续优势，但普遍存在氧化还原电位低、循环稳定性差的问题。研究目的旨在通过分子结构设计，开发兼具高工作电压、高容量和优异循环稳定性的有机正极材料。结论方面，研究团队成功合成了一种p型共价有机框架（TAT-Cz COF），将其作为锂离子电池正极，在3.0–4.5 V电压窗口内实现了131 mAh g⁻¹的可逆容量（0.1 C），平均放电中压高达4.0 V。在1.0 C倍率下循环3000次后，容量保持率仍达65.7%，每圈衰减仅0.0114%。通过原位光谱表征和理论计算，揭示了其电荷存储机制为氮自由基阳离子与PF₆⁻阴离子之间的高度可逆配位。该工作为开发高电压有机正极材料提供了有效的分子设计策略。