一种与底结合的共价有机聚合物,用于超高容量的半电池和对称的全电池离子电池
Shen Xu1, Chenchen Wang2, Tianyi Song2
1Department of Materials Science and Engineering, City University of Hong Kong, Hong Kong SAR, 999077, P. R. China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|September 26, 2023
概括
用于离子电池 (SIB) 的高性能有机电极材料是使用共价有机聚合物 (COP) 开发的. 这种新型材料具有超高容量和出色的循环稳定性,推进了SIB技术.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 离子电池 (SIB) 是离子电池 (LIB) 的一个有希望的替代品,因为资源有限和安全问题.
- 由于缺乏高性能电极材料,SIBs的商业化受到阻碍.
- 有机电极材料具有诸如结构灵活性,低成本和环保等优点.
研究的目的:
- 为高性能SIB设计和合成一种基于共价有机聚合物 (COP) 的新材料.
- 为了整合多个氧化还原基因,提高导电性,并确保在有机电极材料中不溶性.
- 在SIB中评估开发材料的电化学性能.
主要方法:
- 合成一种共价有机聚合物 (COP),其中包含诺基和乙烯氧化还原中心.
- 加入硫来提高导电性和一个刚性骨架来提高不溶性.
- 半细胞和全细胞SIB的制造和电化学测试.
主要成果:
- 合成的COP材料 (CityU-9) 在半电池SIB中实现了1009 mAh g-1的超高特异容量.
- 该材料表现出极好的循环稳定性,在650个循环后,容量可以忽略不计.
- 第一个全COP对称的全电池显示了90mAhg-1的高特异容量和优越的速率能力.
结论:
- 开发的COP材料代表了SIBs有机电极材料的重大进步.
- 该研究通过扩大氧化还原活性部分的选择,为高性能新型有机电极材料提供了合理的设计策略.
- 这项研究为SIB在储能方面的更广泛应用铺平了道路.
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