有机电极材料因其成本效益高、环境友好、理论容量较高而具有巨大的发展潜力。然而,大多数有机正极材料表现出比容量和电压之间的权衡关系,不能提供高能量密度。
近日,韩国首尔大学Kisuk Kang,Ji Eon Kwon报道了利用p型电极的多重氧化还原能力可以缓解比容量和电压之间的平衡,从而显著提高高压区的比容。
文章要点
1)通过取代反应对5,10-二氢5,10-二甲基吩嗪的分子结构进行修饰,得到一系列氧化还原电位提高的吩恶嗪和吩噻嗪衍生物。随后,对这些获得最高能量密度之一的高压p型有机正极的多重氧化还原能力的可行性进行了深入研究。
2)研究结果表明,看似不切实际的二次氧化还原反应实际上依赖于电解质的选择,并且可以通过调节供电子体数目和电解质的盐浓度来可逆地实现,从而将多重氧化还原反应的电压置于电化学稳定窗口内。
3)通过合理设计多元氧化还原p型有机电极材料,并考虑电解质的相容性,成功开发了高能量密度的有机质电极,为先进的有机可充电电池开辟了一条新的途径。
Sechan Lee, Utilizing Latent Multi-Redox Activity of p-Type Organic Cathode Materials toward High Energy Density Lithium-Organic Batteries, Adv. Energy Mater. 2020DOI: 10.1002/aenm.202001635https://doi.org/10.1002/aenm.202001635
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