上海交大陈接胜/王开学团队Angew：由Fe-C₁₂N₈中心构成的有机金属聚合物促进钠离子储存

主要观点总结

本文报道了一种基于有机金属聚合物的钠离子电池电极材料，通过简单的同步反应制备了具有稳定结构和卓越电化学性能的有机金属聚合物。该材料在钠离子电池中展现出高的可逆比容量和良好的循环稳定性。通过设计独特的d-π共轭结构和铁离子配位，实现了高效的钠离子储存。文章还介绍了该材料的制备方法、结构特点和电化学性能，以及背景知识和作者介绍。

关键观点总结

关键观点1: 设计并合成了一种新型有机金属聚合物材料，具有稳定的Fe-C和Fe-N键。

该材料通过同步催化聚合-配位策略制备，具有d-π共轭结构，改善了有机物的导电性，并提升了配合物的结构稳定性。

关键观点2: 材料表现出卓越的电化学性能。

Fe-PDA-220电极在0.1 A g -1 时展现出高达345 mAh g -1 的可逆比容量，在1.0 A g -1 下经过5000次充放电循环后，容量仍保持在106 mAh g -1 。

关键观点3: 材料的合成方法简单高效。

通过一锅法实现有机金属聚合物微球的制备，该方法简单且适用于大规模生产。

关键观点4: 该工作为合理设计金属活性中心和聚合物配体的几何和电子结构提供了新的思路。

该工作为高性能钠离子电池电极材料的开发提供了新的策略和方向。

正文

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背景介绍

为了满足日益增长的储能市场需求，原料来源广泛、成本低廉的钠离子电池引起了人们的广泛关注。在钠离子电池的研究中，电极材料往往是决定其电化学性能的重要一环。有机电极材料是一类新兴的电极材料种类，高度的结构可设计性使得有机材料能够满足各种需求，极具实际应用价值。然而有机电极材料也面临本征导电性低、在有机电解液中溶解度高等一些实际问题。通过结构优化和与导电基底复合，能够在一定程度上改善有机电极材料的电化学性能，但非活性质量的引入将导致材料的能量密度下降。

近日，上海交通大学王开学教授，陈接胜教授团队基于同步催化聚合-配位的策略设计了一种新型有机金属聚合物材料。通过π-d共轭的方式改善有机物的导电性，同时独特的金属-聚合物链耦合提升了配合物的结构稳定性，实现了高效的钠离子储存。

本文亮点

(1) 简单的同步反应。通过简单高效的一锅法，在同步的聚合和配位反应过程中实现了有机金属聚合物微球的制备。

(2) 稳定的有机金属聚合物。得益于坚固的Fe-C和Fe-N键，基于铁的有机金属聚合物在氧化还原反应中表现出显著提高的结构稳定性。

(3) 卓越的电化学性能。Fe-PDA-220电极在0.1 A g ^-1 时展现出高达345 mAh g ^-1 的可逆比容量，在1.0 A g ^-1 下经过5000次充放电循环后，可逆比容量仍维持在106 mAh g ^-1 。

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