氧化還原活性有機(jī)材料作為新一代可持續(xù)利用的資源，因其資源豐富、結(jié)構(gòu)可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，在鋅離子電池（ZIBs）中受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。然而，目前具有高電勢(shì)的有機(jī)分子很少，而且大多數(shù)報(bào)道的有機(jī)正極基ZIB的電壓都低于1.2 V。

近日， 香港城市大學(xué)支春義教授，Jun Fan 報(bào)道了由于范德華力和π-π堆積作用導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，選擇吩噻嗪(PX)、苯硫硫醚(PT)和硫雜菲(TT)三種有機(jī)硫化合物作為正極材料，考察了電子云分布對(duì)其電化學(xué)性能的影響。

文章要點(diǎn)

1 ） 對(duì)比研究表明，電子云密度對(duì)有機(jī)材料的電壓起著關(guān)鍵作用。具有均勻分布的電子云的有機(jī)材料更難失去電子，導(dǎo)致?G ₁ 增加。此外，改變電解質(zhì)可以通過(guò)產(chǎn)生更高的陰離子去溶劑化能來(lái)進(jìn)一步改善?G ₂ 。

2 ） 以乙腈為溶劑的三氟甲磺酸鋅電解液（Zn(OTF) ₂ -乙腈(ACN)）中電子云對(duì)稱(chēng)分布的TT可以達(dá)到1.7 V的電壓，遠(yuǎn)高于其他有機(jī)材料。此外，所制備的電池表現(xiàn)出長(zhǎng)期循環(huán)壽命，即使在1 A g ^–1 下循環(huán)8000次后，高容量保持率仍為82%。

這項(xiàng)工作闡明了形成高電壓材料的機(jī)理，并提出了提高電壓的策略，為提高ZIBs的功率密度和實(shí)際應(yīng)用指明了前景。

參考文獻(xiàn)

Huilin Cui, et al, High-Voltage Organic Cathodes for Zinc Ion Batteries through Electron Cloud and Solvation Structure Regulation, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202203453

https://doi.org/10.1002/anie.202203453

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