超薄的有机框架 (HOF) 纳米片用于超稳定的离子电池存储
Jialong Tang1, Ruoxuan Yang1, Yuting Peng1
1State Key Laboratory of Environment-Friendly Energy Materials, School of Materials and Chemistry, Southwest University of Science and Technology, Mianyang, Sichuan, 621010, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|November 10, 2023
概括
超薄的-胺基基有机框架 (HOF) 纳米片为下一代离子电池 (AIB) 提供了特殊的稳定性和容量保留,包括离子和离子系统.
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:
- 有机框架由于其稳定性和容量,为可持续的储能提供了潜力.
- 降低成本,碳排放和电池中的金属污染对于环境可持续性至关重要.
- 为电池开发高性能有机材料仍然是一个关键的挑战.
研究的目的:
- 为电池应用开发一种超稳定且超薄的基于烯-二胺的有机框架 (HOF) 纳米板.
- 评估离子电池 (AIB) 中开发的HOF材料的长期性能和容量保留.
- 阐明负责材料增强稳定性和电化学性能的潜在机制.
主要方法:
- 合成基于二胺的有机框架 (HOF) 纳米片 (P-DCD) 厚度约为3.5nm.
- 在离子电池 (LIB) 和离子电池 (SIB) 中作为阴极材料的P-DCD的电化学测试.
- 现场和现场实验研究与理论密度函数理论 (DFT) 计算相结合,以研究性能机制.
主要成果:
- P-DCD纳米片显示出AIBs的长期容量保留非常出色.
- 在LIBs中,108 mAh g-1的可逆容量在2 A g-1.1下在5000个循环中保持不减弱.
- 在SIB中,10000个循环后保留了91.7%的初始容量,显著超过之前的有机材料.
结论:
- 超薄,稳定的P-DCD纳米板在AIB中表现出了显著的长期性能,这是由于电子移位,快速离子扩散和物理化学稳定性.
- 该材料的结构,包括 π-π 和结合堆叠,富含的单元和低阻抗,有助于其令人印象深刻的电化学性能.
- 合理设计,稳定的有机框架是开发下一代低成本,高度稳定的有机储能电池的有望途径.
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