如今，可充水系鋅-碘電池因其低成本、高安全性和高理論容量而受到廣泛關(guān)注。然而，碘的導電性差和可溶性聚碘離子的穿梭效應對其性能造成了難以克服的限制。

圖1. mPD@rGO的制備過程示意圖

華東師范大學劉少華等提出了一種簡單的軟-硬模板（SHT）共組裝策略，通過在溫和條件下在氧化石墨烯（GO）納米片表面原位聚合1,8-二氨基萘（DAN）的苯胺型衍生物，獲得了具有有序介孔通道、厚度均勻、高比表面積和優(yōu)異導電性能的異構(gòu)萘基導電納米片。

由此得到的聚-1,8-二氨基萘（PDAN）具有以下優(yōu)點：（1）聚合物鏈具有獨特的長??電子共軛構(gòu)型，苯環(huán)之間的??電子分散使其具有很高的固有電子導電性；（2）這種極性聚合物能與碘物種產(chǎn)生強烈的吸附相互作用；（3）與其他傳統(tǒng)宿主的”死物質(zhì)”不同，這種具有電化學活性的聚合物可為電池提供可逆容量。

圖2.?mPD@rGO對碘的吸附研究

正如預期的那樣，碘負載萘基納米片作為水系Zn─I₂電池的陰極材料，在0.2 A g^-1的電流密度下可提供271.4 mAh g^-1的高比容量、良好的倍率性能和出色的長期循環(huán)穩(wěn)定性（在10 A g^-1下循環(huán)35000 次，容量衰減可忽略不計），超過了之前的大多數(shù)報告。

作者通過深入的密度函數(shù)理論（DFT）計算和系統(tǒng)實驗發(fā)現(xiàn)，二維導電介孔PDAN和碳框架可分別通過物理吸附和化學吸附將碘物種強力限制和固定在框架內(nèi)。這項研究揭示了如何為高性能金屬-碘電池合理設計基于多孔聚合物的碘宿主。

圖3.?水系Zn─I₂電池的電化學性能

2D Mesoporous Naphthalene-Based Conductive Heteroarchitectures toward Long-Life, High-Capacity Zinc-Iodine Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202310693