协同调控邻苯二甲酸盐阳极活性材料中HOMO能级和电子结构实现高性能锂离子电池
计算材料学
2025-12-22 21:10
文章摘要
背景：商用锂离子电池负极材料存在理论容量有限、体积膨胀严重或安全隐患等问题，有机电极材料因其结构可设计性和环境友好性成为理想替代品，但面临导电性差、易溶解等挑战。研究目的：通过分子工程策略，利用不同金属离子（Zn2+、Ca2+、Cu2+）与邻苯二甲酸配体配位，协同调控材料的最高占据分子轨道（HOMO）能级和电子结构，以提升有机负极材料的电化学性能。结论：成功设计出三种邻苯二甲酸盐负极，其中CuPA因高HOMO能级、窄带隙及多电子氧化还原反应，表现出优异的比容量和循环稳定性，揭示了金属中心电子构型与材料性能之间的构效关系，为高性能有机电极材料设计提供了新范式。
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