林志群/杨应奎Mater. Today: 用于可持续锂离子电池的羰基聚合物链工程

羰基聚合物作为锂离子电池的候选电极材料，由于其高容量、快速氧化还原动力学、链可设计性、丰富的资源、加工兼容性和机械灵活性而引起了广泛关注。

在此，美国佐治亚理工学院林志群教授及中南民族大学杨应奎教授等人总结了用于锂离子电池的羧基聚合物的最新进展。作者首先简要概述了羰基聚合物的氧化还原机制和储存机理，然后评估了分子结构和电化学性能之间的关系。

通过定制羰基单元、间隔接头、芳香共轭、构象、拓扑及其组合，特别关注链工程方面的基本理解和调控策略，还包括与导电碳结合以生产聚合物复合材料。此外，作者总结了聚合物的羰基利用，强调通过链工程提高电化学活性。

图1. 羰基的一般氧化还原机制

最后，作者提出了当前的挑战和未来研究方向的展望：

（1）通过结构修饰（例如吸电子/给电子基团）和定位取代（例如杂原子）进行分子工程；

（2）通过链结构的合理设计和可控合成的羰基聚合物大分子工程；

（3）通过原位聚合和异位重组方法掺入导电碳，进行羰基聚合物复合材料的合成工程；

（4）可逆氧化还原活性单元和聚合物链的拓扑结构的理论计算研究；

（5）具有良好离子迁移率且与电极材料高度兼容的优化电解液体系对于实现高性能电池也很重要。本综述旨在深入了解下一代高性能电池开发氧化还原聚合物的新兴主题，以响应经济和社会可持续发展的迫切需要。

图2. 提升羰基聚合物电极电化学性能的链工程总结与展望

Chain engineering of carbonyl polymers for sustainable lithium-ion batteries, Materials Today 2021. DOI: 10.1016/j.mattod.2021.08.006

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