来源：DeepTech深科技
“我的老家在湖南宁乡，湖南在先进储能材料、新能源系统等领域在全国处于较好发展势头，而我也希望结合自己的专业优势快速融入家乡的发展。”德国乌尔姆大学博士毕业生、湘潭大学化学学院教授高平表示。
而在前不久，他和团队完成了这样一项创举：利用原本存在于叶绿素和血红素中的卟啉结构分子，造出了一种电化学聚合物。
卟啉，是一类由四个吡咯类亚基的 α-碳原子通过次甲基桥（=CH-）互联而形成的大分子杂环化合物，具有良好的生物相容性。
而他和课题组通过电化学聚合物的手段，设计出一种新型卟啉共轭聚合物——聚 [5, 15, 10, 20 - 四联噻吩基卟啉] 铜（COP-CuT2TP）。
这款卟啉共轭聚合物拥有 16 电子转移特点，其高度共轭的分子结构能有效地抑制有机正极材料的溶解，从而实现有机锂电池兼顾高容量、长循环性能地发挥。
课题组还发现在充放电过程中存在活性分子的自剥离现象，进一步可以提高有机活性分子的利用率。
当将卟啉共轭聚合物作为正极材料的时候，其在锂电池的放电比容量高达 420mAh/g，放电比能量为 900W/Kg，并能实现 8000 次的循环稳定性。
总的来说，这种通过电化学聚合策略构筑的新型卟啉基共轭聚合物，不仅性能优异而且结构稳定。相比已有报道，使用卟啉基共轭聚合物所打造的正极，拥有更高的能量密度、以及更好的循环稳定性能。
这不仅为开发下一代兼具高容量和长循环能力的有机正极提供了有力支撑，也丰富了高性能有机正极的类型。同时，研究中所发现的自剥离行为，也有利于更好地理解有机电池的储能机制。
毋庸置疑，这是一类高性能的潜在有机正极材料，为推动下一代高性能有机锂电池的发展带来了积极作用。
凭借卟啉基共轭聚合物本征的柔性特征，可将其用于制备柔性储能电极，进而用于柔性可穿戴设备之中。
此外，通过利用卟啉基共轭聚合物，可以制备兼具高能量密度和长循环寿命的有机电极材料，从而能智能电网、电动汽车等场景中发挥作用。
（来源：Angewandte Chemie International Edition）后续，课题组仍将继续优化卟啉分子结构、电解液体系和界面修饰等方面的研究工作。
并打算尝试将本次聚合物，原位负载在具有高电导率的柔性集流体、或相关材料上，希望能够解决材料本征的低电导率问题，构筑具有高电子电导率的复合电极。
也将尝试用于大电池即软包电池的研究，旨在开发低成本、长循环寿命、高容量的柔性电化学储能器件。
目前，该团队正在同时推进几个课题，已经获得较好的数据，期望后续能在器件应用端产出成果。
参考资料：
1.Angew. Chem.，2017，56，10341-10346
2.Wu, X., Zhou, W., Ye, C., Zhang, J., Liu, Z., Yang, C., ... & Gao, P. (2024). Porphyrin‐Thiophene Based Conjugated Polymer Cathode with High Capacity for Lithium‐Organic Batteries.Angewandte Chemie International Edition, e202317135.
排版：希幔
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