有機(jī)電極材料由于其結(jié)構(gòu)多樣性和電化學(xué)性能可調(diào)的特點(diǎn),近年來受到廣泛關(guān)注,有望在新一代電池技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。
根據(jù)電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理可以將有機(jī)電極材料分為n型,p型和雙極型。盡管n型電極材料已經(jīng)被應(yīng)用于各種金屬離子電池,但其電壓較低,循環(huán)性能較差。與之相反,p型電極材料能提供更高的電壓平臺和能量密度,但是目前大多數(shù)p型材料的比容量較低。因此,設(shè)計合成高容量的p型材料對于高性能有機(jī)電極材料的發(fā)展具有重要意義。
充放電過程中,PVDMP的側(cè)基可發(fā)生兩個連續(xù)的氧化還原反應(yīng),同時伴隨著陰離子的嵌入與脫出以保持電中性,從而實(shí)現(xiàn)電荷的儲存。因此,陰離子的選擇對PVDMP的電荷存儲能力有重要的影響。作者通過電化學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)PVDMP的氧化還原反應(yīng)對陰離子具有選擇性,并利用耗散型電化學(xué)石英晶體微天平(EQCM-D)技術(shù)揭示了PVDMP在氧化還原反應(yīng)中的陰離子摻雜機(jī)制。
以PVDMP為正極的有機(jī)鋰離子電池在優(yōu)化的電解液體系中具有優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性,循環(huán)接近4000次仍能保持穩(wěn)定的容量。
該成果以“Anion-dependent redox chemistry of p-type poly(vinyldimethylphenazine) cathode materials”為題在線發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.。上海有機(jī)化學(xué)研究所黃曉宇研究員和李永軍副研究員為論文的通訊作者,上海有機(jī)化學(xué)研究所有機(jī)所和上?萍即髮W(xué)聯(lián)合培養(yǎng)的碩士段安為論文第一作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金委和上海市科委的支持。
該工作是團(tuán)隊關(guān)于有機(jī)電極材料研究的最新進(jìn)展。過去的工作中,黃曉宇研究員和李永軍副研究員圍繞高性能有機(jī)電極材料的開發(fā)和應(yīng)用開展了系列研究(J. Mater. Chem. A 2022, 10, 10026?10032. J. Power Sources 2021, 483, 229136. J. Power Sources 2021, 511, 230363. ChemSusChem 2021, 14, 3858?3866. Chem. Rec. 2020, 20, 1198?1219. Nanoscale, 2019, 11, 5330–5335.),為新型有機(jī)電極材料的發(fā)展提供了新思路。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202302754
- 東華大學(xué)武培怡/雷周玥團(tuán)隊 EES :多級逐層旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)凝膠電解質(zhì)助力高容量、超長壽命、力學(xué)魯棒性水系鋅離子電池 2025-03-03
- 松山湖材料實(shí)驗室王欣課題組 Angew:高分子-沸石復(fù)合隔膜助力水系鋅電實(shí)現(xiàn)高容量保持和高穩(wěn)定 2023-12-04
- 大連理工大學(xué)胡方圓教授 Adv. Funct. Mater.:“吸附-介質(zhì)調(diào)控”協(xié)同策略助力高容量和高安全鋰硫電池 2023-10-01
- 南工大材料學(xué)院 CEJ:自主表面工程驅(qū)動雙連續(xù)相復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)電/熱雙導(dǎo)性能的可持續(xù)提升 2025-04-01
- 華南理工大學(xué)趙祖金教授課題組 Sci. Adv.: 純有機(jī)室溫磷光敏化劑制備高性能超熒光OLED 2025-03-24
- 四川大學(xué)王延青 Carbon:離子摻雜與界面工程協(xié)同內(nèi)外修飾 TiNb2O7 用于高性能鋰離子電池 2025-03-21