多位点超交联硫杂环聚合物正极助力高压低温铝-有机电池

主要观点总结

本文报道了一种通过分子工程策略设计的高能量长寿命铝-有机电池的正极材料，该材料具有硫杂环聚合物结构，实现了高工作电压和高比容量，对应高能量密度。所构建的铝-有机电池在低温下表现出非凡的循环稳定性。该文章详细阐述了正极材料的设计、合成、表征、电化学性能以及反应机理等，并通过DFT计算深入揭示了其氧化还原反应机理与结构稳定性。通讯作者是王伟和朱艳丽。

关键观点总结

关键观点1: 报道了一种通过分子工程策略设计的硫杂环聚合物正极材料，实现了高工作电压和高比容量，对应高能量密度。

该材料具有多位点超交联结构，通过合理的分子结构设计，增加活性位点密度以提高电子转移数，从而获得高比容量。实现了2.0 V（平均1.7 V）的高工作电压和150 mAh g -1 的高比容量，对应的能量密度达255 Wh kg -1 。

关键观点2: 所构建的铝-有机电池在低温下表现出非凡的循环稳定性。

所设计的硫杂环聚合物正极在-20℃的低温环境下仍表现出卓越的电化学性能，在12000次循环后容量保持率接近100%，展现出极其优异的低温循环稳定性。

关键观点3: 揭示了硫杂环活性单元的非平面-平面构象转变以及C‒S + ‒C阳离子自由基与AlCl 4 - 阴离子载体之间的弱配位相互作用对于保持分子结构稳定性的重要性。

通过密度泛函理论（DFT）计算，深入分析了硫杂环聚合物的氧化还原反应机理与结构稳定性，揭示了其独特的反应机制和结构特点。

关键观点4: 该工作强调了分子结构设计对于实现高能量密度铝-有机电池的重要性。

该研究为开发高性能铝-有机电池提供了新的思路和方法，推动了低温长寿命有机电池的发展。