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唐武/樊聰/高劍EnSM: 使用小分子有機正極的超穩(wěn)定、超長壽命和超高倍率的鈉離子電池

目前，鈉離子電池 (SIBs) 的正極材料研究主要集中在無機正極。除了普魯士藍類似物以外，還包括層狀和聚陰離子結(jié)構(gòu)的氧化物正極，此外還有低成本、環(huán)境可持續(xù)性和可回收性的有機氧化還原活性化合物。但有機正極材料缺點明顯，除了溶解問題嚴重，有機分子之間的范德華力較弱，液體電解質(zhì)中可能的溶劑共嵌入的影響也會降低有機電極的真實性能。

在此，電子科技大學(xué)唐武、樊聰、高劍等人正式提出了有機電極“單分子儲能”的科學(xué)概念，發(fā)現(xiàn)一種小分子有機正極（PTCDI-DAQ）可以在SIB中提供前所未有的結(jié)果，通過精心選擇高濃度電解質(zhì)，可以提供更多的游離鈉離子并降低溶劑共嵌入效應(yīng)。

圖1. 該有機正極材料的電化學(xué)性能（半電池）

PTCDI-DAQ在半電池的長壽命測試（至少10個月）中可以提供超過153 mAh g^-1的超穩(wěn)定容量。在全電池中可以提供206 mAh g^-1的正極峰值放電容量，平均電壓為1.2 V，運行超過4個月沒有容量衰減。同時，該正極創(chuàng)造了在20 A g^-1（100 C）下保持70%的容量保持率（142 mAh g^-1）的世界紀錄。據(jù)作者所知，PTCDI-DAQ可以代表目前世界上最好的SIB有機正極，基于該正極的全電池綜合性能可以與迄今為止報道的最好的SIB競爭。

圖2. PTCDI-DAQ || Na₃Bi全電池的電化學(xué)性能

Ultra-Stable, Ultra-Long-Lifespan and Ultra-High-Rate Na-ion Batteries Using Small-Molecule Organic Cathodes, Energy Storage Materials. 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.07.008

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/11/01/2c55be93c9/

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