【研究背景】
有機電池材料具有結構多樣、容量大、汙染小、來源豐富等優點，開發高效能有機電極材料是下一代可充電電池的發展方向。然而，已報道的先進有機正極材料只能表現出n型或p型氧化還原反應，無法滿足高效能有機電池的設計需求。
近日，南開大學陳永勝等報道了一種名為P-BQPZ的聚合物，它能將最大的n型和p型氧化還原活性基團整合到一個具有最少氧化還原非活性部分的穩定聚合物中。該材料透過使用不同的氧化還原活性位點，具備三種不同的電荷態，可以適用於兩種具有不同特性(如高容量或輸出點位)的長迴圈壽命鋰離子電池。
【本文要點】
研究表明，P-BQPZ被設計為結合了多個最大的氧化還原活性基團（n型和p型分子），最小的氧化還原活性基團和穩定的聚合物骨架。基於n型氧化還原反應的正極半電池顯示出高容量保持率和高容量，達到431.3 mA h g-1（50 mA g-1時），工作電位為2.4 V（對Li/Li+），而基於p型氧化還原反應的正極半電池顯示出高迴圈穩定性和超過3.0 V（對Li/Li+）的高輸出電位，容量為176.6 mA h g-1（50 mA g-1時）。
該工作表明，P-BQPZ是一種優良的有機正極材料，具有三種電荷態(兩種氧化還原對)和不同的特性，該設計策略有望獲得性能更好的有機電池材料，以充分發揮未來有機電池的潛力。
Yang Zhao, et al. One polymer with three charge states for two types of lithium-ion batteries with different characteristics as needed. Energy Storage Materials, 2022, DOI:10.1016/j.ensm.2022.02.011
