基于复合凝聚合物电解质和兼容有机阴极材料的稳定准固态有机电池
1Key Laboratory of Functional Materials Physics and Chemistry of the Ministry of Education, Jilin Normal University, Changchun 130103, PR China; Key Laboratory of Polyoxometalate and Reticular Material Chemistry of Ministry of Education and Faculty of Chemistry, Northeast Normal University, Changchun 130024, PR China.
Journal of colloid and interface science
|June 22, 2023
概括
研究人员使用基于新型六三烯 (HATN) 的阴极开发了准固态有机电池 (LOB). 这种方法通过最大限度地减少活性物质在电解质中的溶解来提高稳定性和性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 有机化学 有机化学
背景情况:
- 高性能电池的有机小分子电极材料在液体电解质中具有很高的溶解性.
- 准固态有机电池 (LOB) 使用凝聚合物电解质提供解决方案,提高安全性并抑制活性物质的溶解.
- 开发稳定和高性能有机电极材料对于下一代能源存储至关重要.
研究的目的:
- 为准固态LOBs合成和评估基于六三烯 (HATN) 的新型有机阴极材料.
- 研究功能组对电化学性能和界面兼容性的影响.
- 为了优化凝聚合物电解质组成,以提高电池性能.
主要方法:
- 合成两个基于HATN的有机阴极材料:HATNA-6OCH3和HATNA-6OH.
- 使用聚乙烯化物-六烯 (PVDF-HFP) 基凝聚合物电解质构建准固态LOB.
- 电化学表征,包括特定容量和循环稳定性测量.
- 密度函数理论 (DFT) 计算和光谱表征以阐明离子储存机制.
主要成果:
- 与HATNA-6OCH3相比,HATNA-6OH表现出更强的电化学特性,这是由于通过其基团改善了界面兼容性.
- 采用HATNA-6OH和基尼 (SN) 修饰的凝聚合物电解质 (GPE-0.4SN) 的准固态LOB,在50 mA g-1下达到153.3 mAh g-1的高特异容量.
- 在100个循环后,在200 mA g-1下保持了88 mAh g-1的优良可逆容量,表明了良好的稳定性.
- DFT和光谱分析提供了对电化学特性和离子储存机制的见解.
结论:
- 哈特纳-6OH是准固态LOB的一个有前途的有机阴极材料,提供了更好的稳定性和电化学性能.
- 使用凝聚合物电解质,特别是当用像SN这样的可塑剂进行修改时,可以有效地克服有机电极材料的溶解性问题.
- 这项研究为设计先进的有机电极材料和电解质为更安全,更有效的储能设备提供了基础.
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