共价有机框架（COFs）作为锂离子电池的可再生正极材料，正得到越来越多的关注。然而，由于其有限的活性位点密度和不充分的利用，迄今为止报道的COFs电极仍然表现出不令人满意的容量。
鉴于此，北京科技大学姜建壮教授设计并制备了一种新型二维聚酰亚胺连接的COF，即HATN-AQ-COF，它具有多个储存锂离子的氧化还原活性位点，由2,3,8,9,14,15-六羧基六氮杂三萘三酐(HATN-AQ)和2,6-二氨基蒽醌连接体组成。研究显示，HATN-AQ-COF具有优异的稳定性、良好的导电性和3.8 nm的大孔径，能够实现稳定和快速的离子传输。结合丰富的氧化还原活性位点，HATN-AQ-COF电极在0.5C时具有319 mAh g-1的高可逆容量（1 C = 358 mA g-1），活性位点利用率高达89%，循环性能良好，是目前报道的COFs电极中性能最好的之一。
文章要点：
1. HATN-AP与氧化还原活性连接单元2,6-二氨基蒽醌（DAAQ）的缩合，使二维聚酰亚胺连接的COF，即HATN-AQ-COF，具有高负载密度的氧化还原活性位点，以用于储存Li+离子，包括每个不对称单元有六个吡嗪C=N、三个酰亚胺C=O和三个醌C=O活性中心。
2. HATN-AQ-COF具有3.8 nm大孔径的永久孔隙率和优异的结晶性，这使离子易于扩散并最大限度地利用活性位点。
3. HATN-AQ-COF的这些结构优势，结合其坚固的二维共轭骨架，使得HATN-AQ-COF正极在0.5C时的可逆容量达到319 mAh g-1，在10C时达到226 mAh g-1，活性位点利用率分别达到89%和63%，并具有良好的长期循环性能（10C时循环3000次），是迄今为止报道的COF基电极中综合性能最好的一个。
图1 HATN-AQ-COF的合成和潜在的储锂过程
图2 HATN-AQ-COF的表征
图3 HATN-AQ-COF的电化学性能
图4 充放电过程研究
图5 理论计算
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202207043
来源：高分子科学前沿
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