郭春显/邓雯雯EnSM：空气稳定的高性能含锂有机正极！

全有机锂离子电池（AOLB）是一种新型储能装置，具有可持续性、通用性和潜在的低成本。目前AOLBs的发展仍然很大程度上受到含锂有机正极的限制，它应该是空气稳定和高性能的。

苏州科技大学郭春显、邓雯雯等报道了一种用于AOLB的新型空气稳定含锂有机正极材料-四氰基醌二甲基锂(LiTCNQ)。

图1 理论计算

作者首先通过理论计算分析了LiTCNQ的空气稳定性，结果显示，LiTCNQ的前线分子轨道与O₂分子不匹配，能量差大于6 eV，因此具有出色的空气稳定性。然后制备了基于LiTCNQ的金属锂半电池，并探索了其氧化还原电位和循环性能，研究显示，基于LiTCNQ的半电池具有出色的性能，平均氧化还原电位为3.2 V vs. Li⁺/Li，在20 mA g^-1的电流密度下容量为127 mAh g^-1，经过100次循环后容量保持率为85%，优于大多数基于小分子的有机正极材料。

图2 半电池性能

此外作者通过非原位IR、电子自旋共振（ESR）和原位XRD证明了TCNQ的C≡N基团LiTCN的-C=基团之间的高可逆转变。

另外，阳离子型摇椅式全电池 Li2TPh||LiTCNQ 在20 mA g^-1的电流密度下可提供150 mAh g^-1的高容量，能量密度高达270 Wh kg^-1（基于活性材料的重量）, 50次循环后容量保持率为70%。LiTCNQ的空气稳定性以及易于制造性和高性能使其成为AOLB有前景的有机正极材料。

图3 全电池性能

A Li-contained Air-Stable Cathode for High-Performance All-Organic Lithium-ion Batteries. Energy Storage Materials 2022. DOI: 10.1016/j.ensm.2022.01.039

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