当前，商业化锂离子电池的正极材料主要是以无机过渡金属氧化物和磷酸盐为主，其中过渡金属资源（如Co和Ni等）大都不可再生，电池回收利用技术复杂、成本高，从长远的角度来看可能会面临资源短缺等难点问题。因此，可循环再生的电极材料开发已成为电池领域的学术前沿和重大需求。有机电极材料由于含有丰富的碳、氢、氧等元素而显现出可再生、绿色环保、低成本和高容量等优点，近年来受到了广泛的关注。然而，有机电极材料还面临着在电解液中溶解度大、导电性差、密度低等问题，特别是缺乏含锂且空气稳定的有机正极，极大限制了有机正极材料在锂离子电池中的适用性。
近十年来，科学家在有机电极材料领域取得了长足的进展。除了羰基化合物外，其他的有机电极材料如导电聚合物、有机硫化物、有机自由基、亚胺类化合物、腈类化合物、偶氮化合物和具有超嵌锂能力的化合物等也被开发出来应用于电池。尽管不同种类的有机电极材料具有不同的活性中心（官能团），但这些材料大都依赖于典型的共轭羰基氧化还原化学。鉴于此，比利时法语区鲁汶大学Alexandru Vlad等人报道了一类共轭磺酰胺（CSAs）有机电极材料，大大扩展了有机锂离子正极材料的化学空间。研究表明，CSA磺酰基上的电子离域使其能够在环境空气中保持本征抗氧化性和耐水解性，并显示出可逆的电化学电荷存储能力。研究成果以“Conjugated sulfonamides as a class of organic lithium-ion positive electrodes”为题，发表在《Nature Materials》上，比利时法语区鲁汶大学Jiande Wang和 Alae Eddine Lakraychi为文章共同第一作者，通讯作者是Alexandru Vlad教授。一、CSAs不仅可看作是第九类有机电池材料，而且还满足了锂离子正极材料的要求：1）以还原的含Li形式合成；2）空气稳定性，即具有长期的耐氧和耐湿性；3）在接近或高于3V（vs. Li + / Li0）的电位下显示可逆的多电子氧化还原。二、通过实验和理论结合，研究人员揭示了CSA氧化还原活性单元中丰富的结构-属性-电荷存储性能之间的相互作用。根据设计的不同，在2.85至3.45 V（vs. Li +/ Li0）的平均电压下，可提供约100-200 mAh g-1的可逆容量。三、优化后性能最佳的CSA表现出约520 Wh kg-1（在活性材料水平）的比能量，与商业化的LiFePO4相当，从而缩小了无机和有机锂离子正极材料之间的间隙。该工作的重要意义在于，阐释了共轭羰基体系以外的氧化还原中心，并证实了CSA及其结构和组成的多样性，有望用于多功能，合理可调的新兴有机电池材料。Wang, J., Lakraychi, A.E., Liu, X. et al. Conjugated sulfonamides as a class of organic lithium-ion positive electrodes. Nat. Mater. (2020). https://doi.org/10.1038/s41563-020-00869-1
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