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羰基聚合物作為鋰離子電池的候選電極材料，由于其高容量、快速氧化還原動力學、鏈可設(shè)計性、豐富的資源、加工兼容性和機械靈活性而引起了廣泛關(guān)注。

在此，美國佐治亞理工學院林志群教授及中南民族大學楊應(yīng)奎教授等人總結(jié)了用于鋰離子電池的羧基聚合物的最新進展。作者首先簡要概述了羰基聚合物的氧化還原機制和儲存機理，然后評估了分子結(jié)構(gòu)和電化學性能之間的關(guān)系。

通過定制羰基單元、間隔接頭、芳香共軛、構(gòu)象、拓撲及其組合，特別關(guān)注鏈工程方面的基本理解和調(diào)控策略，還包括與導電碳結(jié)合以生產(chǎn)聚合物復合材料。此外，作者總結(jié)了聚合物的羰基利用，強調(diào)通過鏈工程提高電化學活性。

圖1. 羰基的一般氧化還原機制

最后，作者提出了當前的挑戰(zhàn)和未來研究方向的展望：

（1）通過結(jié)構(gòu)修飾（例如吸電子/給電子基團）和定位取代（例如雜原子）進行分子工程；

（2）通過鏈結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計和可控合成的羰基聚合物大分子工程；

（3）通過原位聚合和異位重組方法摻入導電碳，進行羰基聚合物復合材料的合成工程；

（4）可逆氧化還原活性單元和聚合物鏈的拓撲結(jié)構(gòu)的理論計算研究；

（5）具有良好離子遷移率且與電極材料高度兼容的優(yōu)化電解液體系對于實現(xiàn)高性能電池也很重要。本綜述旨在深入了解下一代高性能電池開發(fā)氧化還原聚合物的新興主題，以響應(yīng)經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。

圖2. 提升羰基聚合物電極電化學性能的鏈工程總結(jié)與展望

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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林志群/楊應(yīng)奎Mater. Today: 用于可持續(xù)鋰離子電池的羰基聚合物鏈工程