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陜師大蔣加興/張崇AFM: 用于雙離子電池的高性能聚合物正極的“供體-受體”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

陜師大蔣加興/張崇AFM: 用于雙離子電池的高性能聚合物正極的“供體-受體”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
具有高氧化還原可逆性和高理論容量的二氫吩嗪 (Pz) 是構(gòu)建用于雙離子電池的p型聚合物正極的有吸引力的選擇。然而,迄今為止報(bào)道的大多數(shù)Pz基聚合物正極仍然存在氧化還原活性低、動(dòng)力學(xué)緩慢和循環(huán)壽命短的問(wèn)題。
陜師大蔣加興/張崇AFM: 用于雙離子電池的高性能聚合物正極的“供體-受體”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在此,陜西師范大學(xué)蔣加興教授、張崇等人通過(guò)整合給電子Pz基團(tuán)和吸電子 2,4,6-三苯基-1,3,5-三嗪 (Tz) 基團(tuán)形成聚合物鏈,制備了“供體-受體”(D-A)結(jié)構(gòu)Pz基共軛微孔聚合物 (TzPz) 正極。D-A型結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了聚合物的共軛度并降低了 TzPz 的帶隙,促進(jìn)了電子沿聚合物骨架的傳輸。
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圖1. BzPz和TzPz的表征
因此,用于雙離子電池的TzPz正極在0.2 A g-1時(shí)顯示出192 mAh g-1的高可逆容量,具有優(yōu)異的倍率性能(30 A g-1時(shí)為108 mAh g-1),遠(yuǎn)高于由1,3,5-三苯基苯 (Bz) 和Pz制備的對(duì)應(yīng)聚合物BzPz(0.2和10 A g-1時(shí)分別為148和44 mAh g-1)。
此外,TzPz正極還表現(xiàn)出超過(guò)10 000次循環(huán)的長(zhǎng)期穩(wěn)定循環(huán)能力。這些結(jié)果表明,D-A結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是開(kāi)發(fā)用于雙離子電池的高性能聚合物正極的有效策略。
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圖2. BzPz和TzPz正極的電化學(xué)性能
Toward High-Performance Dihydrophenazine-Based Conjugated Microporous Polymer Cathodes for Dual-Ion Batteries through Donor-Acceptor Structural Design, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202105027

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