在现场转化有机氧化分子,用于在-70°C下运行的电池
Xiang Chu1,2, Zaichun Liu1,2, Hengjie Liu3
1Department of Applied Chemistry, School of Chemistry and Materials Science, Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, P. R. China.
本研究介绍了一种用于高性能电池的1,2-纳夫托金 (1,2-NQ) 的绿色电化学合成方法. 这种新方法使得即使在低温下,可持续的能源储存具有出色的容量和循环寿命.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可持续能源 可持续能源
背景情况:
- 可充电电池需要可持续和安全的有机材料来进行大规模的储能.
- 1,2-纳基 (1,2-NQ) 通过可逆化反应为电池提供了高的理论容量.
- 目前的1,2-NQ合成涉及昂贵的催化剂和有毒溶剂,阻碍了其实际应用.
研究的目的:
- 开发一种绿色和经济的现场电化学合成,从2--1-纳 (2N1N) 中合成1,2-NQ.
- 为了评估通过这种方法在电池中合成的1,2-NQ的性能.
- 为了证明这种方法在实用,大规模的储能解决方案中的潜力.
主要方法:
- 在现场电化学转化2--1-纳 (2N1N) 到1,2-纳基 (1,2-NQ).
- 操作同步子辐射里埃变换红外光谱 (SR-FTIR) 用于结构特征.
- 测试NQ-H2电池的性能,包括特定容量,循环寿命和低温性能.
主要成果:
- 该NQ-H2电池在0.2A g-1下实现了323.4 mAh g-1的高特定容量,接近理论极限.
- 在10A g-1下,经过1万个周期的异常稳定性.
- 在-70°C下保持155.9mAhg-1的容量.
- 一个原型NQ-H2袋式电池显示出扩展容量为375.4 mAh和高面积容量 (6.3 mAh cm-2).
结论:
- 对于高性能电池来说,从2N1N中合成1,2-NQ的绿色和经济的电化学合成是可行的.
- 合成的1,2-NQ可实现可持续的能量储存,具有出色的容量,稳定性和低温性能.
- 这一战略为可持续电池化学的实际应用提供了可行的途径.
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