今日Nature Materials:锂电正极材料再获突破!

科技工作者之家 2020-12-15

来源:纳米人

有机电池材料在传统摇椅锂离子电池中的适用性仍然受到缺乏含锂和空气稳定的有机正极化学物质的严重挑战。几十年来,该领域的实验和理论研究仅取得了一些锂离子储层材料的成果,这些材料都依赖于典型的共轭羰基氧化还原化学。

有鉴于此,比利时法语区鲁汶大学Alexandru Vlad报道了利用一类共轭磺酰胺(CSA)扩展了有机锂离子正极材料。结果表明,磺酰基上的电子离域使生成的CSA在环境空气中处理时具有内在的抗氧化和耐水解性,同时仍表现出可逆的多电子氧化还原。

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通过实验和理论研究相结合,研究人员揭示了CSA中砜胺-亚胺氧化还原单元的丰富的结构-性质-电荷-存储性能的相互作用。根据设计的不同,在2.85至3.45 V的平均电压(相对于Li+/Li0)下,可逆容量保持在100到200 mAh g-1之间。性能最佳的CSA具有约520 Wh kg-1的比能量(在活性材料水平),从而缩小了无机和有机锂离子正极材料之间的差距。

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该研究工作揭示了共轭羰基体系以外的氧化还原中心,并证实了CSA是一种多功能的、合理可调的有机电池新兴领域的正极材料,其结构和组成的多样性有待进一步研究。 

参考文献:

Wang, J., Lakraychi, A.E., Liu, X. et al. Conjugated sulfonamides as a class of organic lithium-ion positive electrodes. Nat. Mater. (2020).

来源:nanoer2015 纳米人

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