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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”結構設計

具有高氧化還原可逆性和高理論容量的二氫吩嗪 (Pz) 是構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，迄今為止報道的大多數Pz基聚合物正極仍然存在氧化還原活性低、動力學緩慢和循環壽命短的問題。

在此，陜西師范大學蔣加興教授、張崇等人通過整合給電子Pz基團和吸電子 2,4,6-三苯基-1,3,5-三嗪 (Tz) 基團形成聚合物鏈，制備了“供體-受體”(D-A)結構Pz基共軛微孔聚合物 (TzPz) 正極。D-A型結構增強了聚合物的共軛度并降低了 TzPz 的帶隙，促進了電子沿聚合物骨架的傳輸。

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時顯示出192 mAh g^-1的高可逆容量，具有優異的倍率性能（30 A g^-1時為108 mAh g^-1），遠高于由1,3,5-三苯基苯 (Bz) 和Pz制備的對應聚合物BzPz（0.2和10 A g^-1時分別為148和44 mAh g^-1）。

此外，TzPz正極還表現出超過10 000次循環的長期穩定循環能力。這些結果表明，D-A結構設計是開發用于雙離子電池的高性能聚合物正極的有效策略。

圖2. BzPz和TzPz正極的電化學性能

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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