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来源：中国科学材料
尽管有机电极材料具有资源丰富、结构多样及环境友好等特点，但是它们的电化学性能仍然不理想。近日，天津大学许运华教授和福州大学黄淑萍教授等人在Science China Materials上发表研究论文，通过缩聚法合成了一种硫脲基聚酰亚胺/还原氧化石墨烯复合物。当其作为正极材料应用于锂离子电池时，展现出优异的电化学性能，如高可逆比容量（144.2 mA h g−1），高放电电压（~2.5 V）和长循环寿命（在500 mA g−1电流密度下超过2000次），可以和其他发展较好的无机正极材料相媲美。当其作为正极材料应用于钠离子电池时，也可获得较好的电化学性能（在500 mA g−1电流密度下循环寿命达800次），但是作为钾离子电池正极材料时的性能较差。
图1 硫脲基聚酰亚胺/rGO复合正极应用于锂离子电池（LIBs)的电化学性能。
图2 硫脲基聚酰亚胺/rGO复合正极应用于钠离子电池(SIBs)和钾离子电池（KIBs)的电化学性能。
理论计算表明羰基是和三种碱金属离子结合的活性位点，且插入的金属离子被邻位的两个羰基共用。更重要的是，硫原子和钾之间的作用力要远远大于和锂/钠之间的作用力，使得该聚合物在钾离子电池中表现出较差的可逆性和循环稳定性。该发现不仅为聚酰亚胺基的聚合物电极的设计和开发提供了理论基础，同时也为高性能的碱金属离子电池有机电极材料的设计和开发提供了帮助。
图3 硫脲基聚酰亚胺/rGO复合正极-碱金属的结构顶视图以及理论计算分析。
该研究成果最近发表于Science China Materials, 2020, 10.1007/s40843-020-1375-2。
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来源：SciChinaMater 中国科学材料
原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAwMDc0OTAzOQ==&mid=2651214350&idx=1&sn=f591b30fed779d6ed5f02fcd6dd7b778&chksm=8116ce8eb66147981b90f2486d536dde3c46a9720f097cbd3db90fec1e09d574db5ba10f24e9&scene=27#wechat_redirect
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