2D共价有机框架与碳纳米管作为和离子电池的高性能阴极共价定
Sandip Biswas1, Atin Pramanik2, Anupam Dey1
1Molecular Materials Laboratory, Chemistry and Physics of Materials Unit, School of Advanced Materials (SAMat), International Centre for Materials Science, Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research, Jakkur, Bangalore, 560064, India.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|September 3, 2024
概括
共价有机框架 (COFs) 对可充电电池具有前景. 这项研究合成了用于离子和离子电池的新型COF-CNT复合物,显示出出色的性能和稳定性.
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
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 共价有机框架 (COF) 提供可调节的性能,用于储能.
- 在离子电池以外的金属离子电池中对COF的研究由于离子大小的挑战而受到限制.
- 现有的COF电极材料面临诸如大体积变化和缓慢离子扩散等问题.
研究的目的:
- 为可充电电池应用合成和评估一种新的以二氧化碳为基础的2D COF,与碳纳米管 (TAPB-NDA@CNT) 结合.
- 研究TAPB-NDA@CNT作为离子电池 (LIB) 和离子电池 (SIB) 中的阴极材料的性能.
- 为应对与LIB和SIB大离子扩散和活跃地点利用相关的挑战.
主要方法:
- 在微波辅助下合成基于伊米德的2DCOF (TAPB-NDA).
- TAPB-NDA与胺功能化碳纳米管 (CNT) 的共价连接,形成TAPB-NDA@CNT复合材料.
- 电化学表征TAPB-NDA@CNT50作为离子和离子电池配置中的阴极材料.
主要成果:
- 在LIBs中,TAPB-NDA@CNT50在25 mA g−1时表现出~138 mAh g−1的特定容量,在2000个周期后容量保持率为81.2%.
- 在SIB中,TAPB-NDA@CNT50在25 mA g-1下提供了136.7 mAh g-1并在1000个循环后保持了80%的容量,显示出出色的速率性能.
- 合成的COF-CNT复合物在两种电池类型中都表现出良好的循环稳定性和可逆容量.
结论:
- 开发的TAPB-NDA@CNT复合材料是离子和离子电池的有希望的阴极材料.
- 结合CNT,COF的结构优势可以克服大型离子电池系统的挑战.
- 这项工作鼓励进一步探索基于COF的材料,用于先进的离子电池阴极.
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