用于高性能水性离子电池的共价有机框架
Siqi Zhang1, You-Liang Zhu2, Siyuan Ren1
1State Key Laboratory of Inorganic Synthesis and Preparative Chemistry, College of Chemistry, Jilin University, Changchun 130012, People's Republic of China.
富含的共价有机框架 (TB-COF) 为离子电池 (CIB) 提供了一个有前途的解决方案. 这种新型的水性阳极通过使用独特的Ca2+/H+共位和新型C=C位表现出高容量和特殊的循环寿命.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 能量储存
背景情况:
- 有机材料对离子电池 (CIB) 具有吸引力,因为它们具有离子储存的潜力.
- 阻碍高性能CIB的主要挑战包括有机材料在电解质中的高溶性及其低电子导电性.
研究的目的:
- 为高性能CIB设计和研究一种新的有机阳极材料.
- 解决CIB应用中的有机材料的可溶性和导电性的限制.
主要方法:
- 合成富含的共价有机框架 (TB-COF) 与多个碳基.
- 作为CIB中的水性阳极的TB-COF的电化学测试,包括容量,速率性能和循环寿命测量.
- 计算和经验研究以阐明离子储存机制和活性位点.
主要成果:
- 在1. 0A g-1下,TB-COF显示出高可逆容量253 mAh g-1.
- 在3000个循环后,在5 A g-1时,每个循环仅有0.01%的容量衰减.
- 验证了与CO和CN位点的Ca2+/H+共间和合,同时发现了用于Ca2+储存的新型CC活性位点.
结论:
- 对于CIB,TB-COF有效地克服了有机阳极的可溶性和导电性挑战.
- 该材料通过多步间隔过程具有高达每重复单位9个Ca2+离子的储存能力.
- 该研究阐明了涉及激素中间体和新型CC活性位点的氧化还原机制,为先进的有机电极材料铺平了道路.
更多相关视频
09:49A Protocol for Electrochemical Evaluations and State of Charge Diagnostics of a Symmetric Organic Redox Flow Battery
Published on: February 13, 2017
07:55Elemental-sensitive Detection of the Chemistry in Batteries through Soft X-ray Absorption Spectroscopy and Resonant Inelastic X-ray Scattering
Published on: April 17, 2018
相关概念视频
Batteries and Fuel Cells
Balancing Redox Equations
Formation of Complex Ions
Redox Equilibria: Overview
Voltaic/Galvanic Cells
Spontaneous redox reactions occur abundantly in nature. The chemical reaction occurring in a disposable AA battery powering our remote controls is one such example of a spontaneous redox reaction. Another example is the immersion of coiled copper wire into an aqueous silver nitrate solution. The reaction shows a gradual, visually impressive color change from colorless to bright blue and the formation of a grey precipitate on the copper wire. In this experiment,...
Ionic Bonding and Electron Transfer
