近日，我校材料学院2024级研究生薛天宇以第一作者身份在国际知名期刊《Energy Storage Materials》（IF=19.3）上发表题为“A donor-acceptor covalent organic framework as bipolar cathode for advanced sodium-ion batteries”的研究文章。文章的第一单位是山东理工大学材料科学与工程学院，第一作者为硕士研究生薛天宇，材料学院翁俊迎副教授、化工学院周朋飞副教授为本文的共同通讯作者。

钠离子电池（SIBs）因资源丰富、成本低廉，在大规模储能领域极具潜力。然而，由于Na⁺半径较大，其在脱嵌过程中会引发严重的体积膨胀和迟缓的反应动力学，极大限制了电池的容量与循环寿命。在众多正极材料中，有机电极具有环保、结构可调等优势。然而，传统有机小分子普遍存在导电性差、易溶于电解液等致命缺陷。为此，共价有机框架（COFs）脱颖而出，其有序的多孔网络能促进离子扩散、缓解体积膨胀。尽管如此，COFs仍面临导电性差、活性位点利用率低等问题，限制了其实际容量与倍率性能。因此，设计并合成出兼具理想比容量以及超长循环寿命的新型COFs基钠电正极，不仅意义重大，更是极具挑战性的前沿课题。

基于上述问题，本文成功设计了一种具有独特珊瑚状形貌的双极性 BTT-TAPT-COF 材料。该材料巧妙地融合了高度共轭的骨架、规则排列的供体-受体（D-A）单元，以及丰富的氧化还原活性中心。为了进一步优化电化学性能，将BTT-TAPT-COF 原位生长在导电碳纳米管（CNTs）上，精心设计出一种“核-壳”结构的复合材料（BTT-TAPT-COF@CNT50）。在此结构中，CNTs骨架不仅赋予了材料出色的活性位点可及性，更提供了优异的电子电导率，从而确保了快速的反应动力学。得益于这种协同效应，BTT-TAPT-COF@CNT50正极在 0.1 A g⁻¹的电流密度下，展现出高达 283.3 mAh g⁻¹的比容量，同时，它还表现出极其惊人的超长循环稳定性：在 2 A g⁻¹的电流密度下经历高达 12000 次循环后，依然能保持 136.2 mAh g⁻¹的容量。更进一步地，本文通过结合非原位表征与理论计算，全面地阐明了 BTT-TAPT-COF@CNT50 正极的双离子存储机制。