在离子电池中的高性能阴极的p/n型聚胺共价有机框架
Swati Jindal1, Zhengnan Tian2, Arijit Mallick1
1Functional Materials Design, Discovery, and Development Research Group (FMD3), Advanced Membranes and Porous Materials Center (AMPM), Physical Science and Engineering (PSE) Division, King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), Thuwal, 23955-6900, Saudi Arabia.
这项研究合成了用于离子电池的新型共价有机框架 (COF). 增强的TPDA-NDI-COF材料显示出更好的容量和稳定性,使其成为储能有前途的阴极.
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
- 有机化学 有机化学
背景情况:
- 共价有机框架 (COF) 为先进的电池应用提供可调节的结构.
- 开发高效的有机电极材料对于下一代能源存储至关重要.
研究的目的:
- 为了合成和描述用于离子电池 (SIB) 阴极的新型COF.
- 通过结构改造和复合材料形成,提高COF的电化学性能.
主要方法:
- 合成p型TPDA-TA-COF和随后的合成后修改,以产生n型TPDA-NDI-COF.
- 将碳纳米管 (CNT) 纳入TPDA-NDI-COF矩阵.
- 在SIB中对基于COF的电极进行电化学测试.
主要成果:
- TPDA-NDI-COF表现出双重氧化还原活性中心和一个广泛的潜在窗口 (1.03.6V与Na+/Na).
- TPDA-NDI-COF的容量是TPDA-TA-COF (28 mAh g-1) 的两倍 (67 mAh g-1),而 TPDA-NDI-COF的容量则是两倍.
- TPDA-NDI-50%CNT复合材料在0.02 A g-1下实现了120 mAh g-1,在1.0 A g-1下进行了10,000个循环后保持了92 mAh g-1,平均放电电压为2.1 V.
结论:
- 量身定制的TPDA-NDI-COF,特别是当与CNT复合时,证明了作为SIBs的阴极材料的卓越性能.
- 开发的COF材料显示出高性能和稳定的离子能量存储的潜力.
- 这项工作突出了合成后修改和复合材料战略的有效性,以优化基于COF的电极.
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