最近，武漢理工大學麥立強教授和安琴友副研究員在Nano Energy上發表題為 Salt-Controlled Dissolution in Pigment Cathode 1 for High-Capacity and Long-Life Magnesium Organic Batteries的論文。
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在該論文中作者證明了3，4，9，10-芘四甲酸二酐（PTCDA）作為非水體系中MBs的正極材料，通過對電解液的鹽溶抑制方法，實現了快速擴散動力學和顯著的鎂存儲性能。PTCDA的可逆容量為126 mA h g?1（200 mA g?1），具有優異的倍率性能和良好的循環穩定性（在150周循環之后仍有100 mA h g?1，）。此外，通過非原位相結構表征和官能團的分析，揭示了基于羰基（C=O）和烯醇基（C-O）轉化的PTCDA電極的結構演變。
考慮濃度等因素，當在1.0 M LiCl APC電解液中循環時，PTCDA顯示出最佳的循環穩定性（圖2a）。?圖2b顯示了PTCDA的倍率性能。在電流密度為100 mA g?1時，PTCDA的初始放電容量為140 mA h g?1。隨著電流密度的增加，PTCDA的可逆容量逐漸減小，在200、300和500 mA g?1下，其Mg存儲容量分別為105、60和40 mA h g?1。當電流密度恢復到200 mA g?1時，容量可以恢復到初始值。
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圖2c顯示了電流密度為200 mA g?1時PTCDA的充放電曲線。放電平臺位于1.7 V，充電平臺位于2.1 V。
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與MBs中報告的其他正極材料相比，PTCDA具有更高的工作電壓平臺和較小的極化（圖2d）。此外， PTCDA正極的長期循環穩定性顯示(圖2e)其初始容量為126 mA h g?1，即使經過150周循環，可逆容量仍保持100 mA h g?1（200 mA g?1）。在長循環過程中，庫倫效率保持98%。研究結果表明，有機材料可以作為高性能和環保的可充電多價離子電池的正極材料。
圖3b顯示了兩個氧化還原峰的電流與掃速的對數曲線，b值表示擬合線的斜率。峰1和2相關的b值分別為0.99和0.98，表明電容貢獻的容量很大。此外，作者還通過恒電流間歇滴定技術（GITT）計算有機晶格中的Mg2+擴散系數。?如圖3c所示，PTCDA提供130 mA h g?1的放電容量，對應于氧化還原過程中的大約2個電子的轉移。
圖5c顯示PTCDA電極在Na-APC和K-APC電解液中的循環穩定性，分別在65周循環后釋放出104和90 mA h g-1的容量。與LiCl相似，與APC電解液和高放電平臺相比，含有其他溶解鹽的電解液也顯示出明顯的溶解抑制作用。全文總結綜上所述，作者證明PTCDA可以作為非水性MBs的正極材料。通過對含LiCl的APC電解液的鹽溶抑制方法，PTCDA的可逆容量為126 mA h g?1（在200 mA g?1下）、優異的倍率性能和良好的循環穩定性（即使在150周循環之后，在200 mA g?1下仍有100 mA h g?1）。
此外，還將其溶出抑制行為擴展到其他可溶鹽（NaCl和KCl）中，使PTCDA的電化學性能得到顯著改善。該方法有效地實現了非水體系中主體材料的最大化利用，為高壓大容量有機電極材料在高能量密度多價離子電池系統中的應用提供了新的前景。文獻信息Salt-Controlled dissolution in pigment cathode for high-capacity and long-lifemagnesium organic batteries.（Nano Energy 2019,DOI: org/10.1016/j.nanoen.2019.103902）原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.103902
