高性能で幅広い温度適応性を備えたナトリウムイオン電池を効率的なアノドとしてポリ (p) -ベンゾキノノ) ダイミダゾール関連共性有機フレームワーク

科学分野:

• 材料科学
• 電気化学
• エネルギー貯蔵

背景:

• ナトリウムイオン電池 (SIB) は,リチウムイオン電池の有望な代替品です.
• SIBの主要な課題は,高い容量,耐久性,レートパフォーマンス,および温度耐性を達成することです.
• 協和有機フレームワーク (COF) は,高度なエネルギー貯蔵アプリケーションのための調整可能な構造と特性を提供します.

研究 の 目的:

• 高性能ナトリウムイオン電池アノドのための新しいCOF材料 (CityU-36) を開発する.
• CityU-36の電気化学性能を評価し,容量,速度能力,および長期サイクリング能力に焦点を当てました.
• CityU-36を使用するSIBの幅広い温度操作性と実用性を調査する.

主な方法:

• 2,3,5,6-テトラアミノベンゾキノン (TABQ) と 4,4",4" - 1,3,5-トリアジン-2,4,6-トリル) トリベンザルデヒド (TFPT) のポリコンデンサーションによる,ポリー ((p-ベンゾキノノ) ディミダゾール関連COF (CityU-36) の合成.
• シティU-36をSIBのアノドとして電気化学的に試験し,加熱放電サイクリング,速度能力試験,長期サイクリング安定性測定を含む.
• -40°Cから60°Cまでの広い温度範囲での性能評価

主要な成果:

• CityU-36は,0.1 A g-1で552 mAhの超高可逆容量を示した.
• 369 mAh g−1で8. 0 A g−1で,546 mAh g−1で2900サイクルで例外的な速度性能が観察されました.
• Na//CityU-36装置は, -40 °C (321 mAh g−1 @0.03 A g−1) と60 °C (357 mAh g−1 @10 A g−1) で動作する驚くべき温度適応性を実証しました.

結論:

• 新しいCOFであるCityU-36は,ナトリウムイオン電池の高性能アノド材料として大きな可能性を秘めている.
• 材料の頑丈な構造,高容量,幅広い温度での操作性は,SIBの開発における主要な課題に対応しています.
• CityU-36は,実用的な全天候ナトリウムイオンエネルギー貯蔵ソリューションの有望な候補です.