稳定的聚(3,4-二氧噻吩)自由基具有优异的电子和离子导电性，可作为锂离子电池的高性能负极材料

摘要

以小分子和聚合物自由基作为电极材料的有机自由基电池（ORBs）因具有高结构多样性、低成本和优异的可持续性而吸引了全球的研究兴趣。与传统掺杂的3,4-乙二氧噻吩（PEDOT）相比，本文首次通过一步简单反应制备出了一种新的稳定、未掺杂的有机自由基聚合物——聚(3,4-乙二氧噻吩)-3,4-二氧噻吩（PEDOT-TO₂），其自旋浓度得到了提升。由于PEDOT-TO₂自由基与锂离子之间具有高度可逆的相互作用以及出色的电子/离子导电性，当作为锂离子电池的负极时，PEDOT-TO₂在0.1 A g^-1的电流密度下可提供340 mAh g^-1的初始比容量，3500次循环后容量保持率仍高达100%（在2.0 A g^{-1-1时为159.6 mAh g-1），这些性能均优于大多数先前报道的有机自由基负极。此外，LiFePO₄//PEDOT-TO₂全电池也表现出优异的倍率性能和循环稳定性。极高的空气稳定性和优越的电化学稳定性使得PEDOT-TO₂在储能领域作为负极材料具有巨大潜力，进一步丰富了包括正极和固态电解质在内的潜在有机电化学活性电极库。}

图形摘要

通过一步反应合成了稳定的、未掺杂的聚自由基PEDOT-TO₂，它具有高电子/离子导电性和优异的Li⁺储存能力。作为锂离子电池的负极，它可提供340 mAh g^-1-1-1

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可在本文的补充材料中找到。