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文 章 信 息
用于高性能钠离子电池的多重氧化还原活性核心协同的共价三嗪框架
第一作者:任雨凡
通讯作者:丛海林*,于延新*
单位:枣庄学院
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研 究 背 景
高效电极材料的开发对促进以钠离子电池(SIBs)为代表的金属离子电池发展起着关键作用。有机电极材料具有性能潜力大、结构高度可调与可持续性等显著优势,近年来受到广泛关注。其中,以三嗪环作为主要活性单元的共价三嗪框架(CTFs)被认为是开发高性能电极材料的理想候选者。然而,活性位点不足与较低电导率问题一直制约着CTFs的储钠性能。同步实现CTFs电导率的提升与高密度活性位点负载,不仅有助于CTFs性能突破,更能进一步推动有机电极材料的发展。
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文 章 简 介
近日,来自枣庄学院的丛海林教授与于延新副教授指导硕士研究生任雨凡,在国际知名期刊Chemical Engineering Journal上发表题为“Covalent triazine framework with synergetic multiple redox-active cores for high-performance sodium-ion batteries”的研究性文章。该文章提出通过活性连接单元将活性三嗪单元与功能性导电模块进行共价偶联,用于构建兼具优异电导率与高比容量CTFs的新策略。
图1. 苯并噻二唑协同炔基活性单元功能的共价三嗪框架构建
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本 文 要 点
苯并噻二唑协同炔基活性单元功能实现CTFs创纪录的储钠性能
CTFs的电导率与活性位点密度的同步提升,是实现其储钠性能突破的关键。尽管双氧化还原活性位点功能可以使CTFs具有多重的Na+储存行为,然而目前报道的此类CTFs结构中依然存在大量仅用于电荷传导的惰性骨架,导致储钠性能的提高被显著束缚。在此,本研究提出通过活性连接单元将活性三嗪单元与功能性导电模块进行共价偶联,用于兼具优异电导率与高比容量的CTFs构建,并成功制备了一种全共轭苯并噻二唑协同炔基活性单元功能的CTF(BTA-CTF)。在BTA-CTF中,由于三嗪与苯并噻唑通过炔基桥共价连接,形成了完全导电的骨架结构,并赋予了材料高密度的多重钠离子储存核心。基于这种协同增效,BTA-CTF表现出截至目前创纪录储钠比容量(0.1A/g时为1362.1 mAh/g)和卓越的倍率与长循环性能(10 A/g循环20000圈后仍为268.2 mAh/g)。本研究不仅能为实现CTFs电导率和储钠性能的同步提升提供新策略,更能进一步促进钠有机电池的发展。
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文 章 链 接
Covalent triazine framework with synergetic multiple redox-active cores for high-performance sodium-ion batteries
https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.172899
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