具有极性侧链的交联n型合聚合物使得超快速的伪容量储能成为可能
Glenn Quek1,2, David Ohayon1,2, Pei Rou Ng1,3
1Institute for Functional Intelligent Materials (I-FIM), National University of Singapore, Singapore, 117544, Singapore.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|March 18, 2024
概括
研究人员开发了一种新的n型合聚合物,即spiro-NDI-N,用于先进的能量存储. 这种材料具有高特异电容和稳定的循环,性能优于现有的有机伪电容器.
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:
- 伪电容器结合了电池和电容器的性能,使用法拉代的氧化还原和电双层电容.
- 有机半导体提供可调节的合成和混合离子电子导电,用于伪电容.
- 与p型材料相比,伪电容器的N型有机半导体尚未得到充分研究.
研究的目的:
- 引入一种新型交叉链接的n型合聚合物,螺旋-NDI-N.
- 用极性三级胺侧链设计螺旋-NDI-N,以增强电活性表面积和离子传输.
- 研究螺旋-NDI-N在水性电解质中的伪电容储能性能.
主要方法:
- 合成了一种具有极性三级胺侧链的新型交联n型合聚合物 (螺旋-NDI-N).
- 在pH中性的水性电解质中对螺旋-NDI-N的电化学表征.
- 与缺乏交叉连接或极端侧链的结构类型的性能比较.
主要成果:
- 斯皮罗-NDI-N在5Ag-1时达到高达532Fg-1的特定电容.
- 在5000个周期中表现出稳定的循环性能.
- 在350 A g-1下保持了307 Fg-1的高速率能力.
结论:
- 螺旋NDI-N的分子设计,包括交叉链和极侧链,对于其优异的伪容量性能至关重要.
- 斯皮罗-NDI-N是高性能有机伪电容器的一个有希望的材料.
- 这项工作为开发先进的有机伪容量材料提供了新的策略.
