Angew：高能量密度二氨基环丙烯-吩噻嗪杂化阴极电解液的开发

由于有机溶剂的宽电化学电位窗口，非水氧化还原液流电池（RFBs）为实现高能量密度存储提供了机会。吩噻嗪是一种罕见的在有机溶剂中经历两次可逆电子转移的阴极电解液。然而，现有吩噻嗪衍生物存在中等溶解度、中等氧化电位和第二对电化稳定性差的问题。

美国密歇根大学Melanie Sanford等开发了一种用于非水RFBs的新型可溶性、高电位双电子阴极电解液。

这一发现是通过将吩噻嗪通过C-N键连接到二氨基环丙烯支架上而实现的。这种C-N键的形成在合成上很简单，从而促进了多种衍生物的快速、一步合成以及化学结构与电化学和溶解性特性之间关系的评估。

这能够同时优化三个关键特性（溶解度、二电子氧化还原和氧化还原电位），从而构建阴极电解液2,6-二甲基哌啶(4-DMPP)，其具有迄今为止报道的针对该应用的最佳特性组合之一（基于氧化还原电位、循环稳定性和放电能量密度的比较）。

图1 吩噻嗪类阴极电解液的研究进展

与上一代吩噻嗪/二氨基环丙烯杂化阴极电解液2-DAC相比，该分子表现出显著增强的溶解度和能量密度。此外，4-DMPP的电化学循环稳定性远远超过相关的高电位单电子阴极电解液，如硫代环丙烯鎓衍生物。

最终，作者预计这种方法可以推广到其他带有胺和/或N-杂环核心的阴极电解液候选者。

图2 液流电池性能

Development of High Energy Density Diaminocyclopropenium-Phenothiazine Hybrid Catholytes for Non-Aqueous Redox Flow Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2021. DOI: 10.1002/anie.202111939

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Angew：高能量密度二氨基环丙烯-吩噻嗪杂化阴极电解液的开发

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