石河子大学包福喜团队Angew：超共轭蒽醌羰基共价有机框架作为高性能水系铵离子电池的阳极材料

主要观点总结

本文研究了水系铵离子电池（AAIBs）中的电极材料，重点关注了一种含蒽醌羰基的共价有机框架（COF）材料DAAQ-TP-COF作为AAIBs的阳极材料。通过系统的实验分析与理论模拟，发现了DAAQ-TP-COF中蒽醌羰基（C=O 1 ）与NH4+离子形成氢键是储存能量的关键，而另一结构单元中的羰基（C=O 2 ）因烯醇互变现象不利于NH4+的储存。此外，文章还介绍了DAAQ-TP-COF||PANI全电池的电化学性能及充放电机理。这项工作不仅为理解NH4+离子的存储机理提供了见解，也为设计用于AAIBs的先进COFs材料提供了新思路。

关键观点总结

关键观点1: DAAQ-TP-COF中蒽醌羰基（C=O 1 ）因其超共轭结构，能够有效抑制烯醇互变并与NH4+离子形成氢键，成为主要储能位点。

DAAQ-TP-COF在电流密度为0.1 A g-1时展现出高达141 mAh g-1的比容量，且在6 A g-1下经过8000次循环后，比容量仍可保持在90%，表现出出色的循环稳定性。与其他三种COF相比，具有超共轭结构的DAAQ-TP-COF显示出更高的容量。

关键观点2: 聚苯胺（PANI）作为阴极材料，与DAAQ-TP-COF共同组成铵离子全电池，该全电池在0.1 A g-1下比容量高达108 mAh g-1。

全电池在4 A g-1的高电流密度下经过1000次循环后，仍能保持81%的容量，并且由两枚纽扣电池组成的全电池能够成功点亮一个LED灯，证明了其实际应用潜力。

关键观点3: 通过非原位傅立叶变换红外光谱、原位拉曼光谱、电子顺磁共振光谱测试，揭示了DAAQ-TP-COF的充放电机理。

在充电过程中，DAAQ-TP-COF蒽醌结构中的C=O 1 基团与NH4+离子形成氢键，放电过程中这些氢键逐渐断裂，实现了NH4+离子的储存。理论计算进一步证实了这一机理。