陕师大蒋加兴/张崇AFM: 用于双离子电池的高性能聚合物正极的“供体-受体”结构设计

陕师大蒋加兴/张崇AFM: 用于双离子电池的高性能聚合物正极的“供体-受体”结构设计
具有高氧化还原可逆性和高理论容量的二氢吩嗪 (Pz) 是构建用于双离子电池的p型聚合物正极的有吸引力的选择。然而,迄今为止报道的大多数Pz基聚合物正极仍然存在氧化还原活性低、动力学缓慢和循环寿命短的问题。
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在此,陕西师范大学蒋加兴教授、张崇等人通过整合给电子Pz基团和吸电子 2,4,6-三苯基-1,3,5-三嗪 (Tz) 基团形成聚合物链,制备了“供体-受体”(D-A)结构Pz基共轭微孔聚合物 (TzPz) 正极。D-A型结构增强了聚合物的共轭度并降低了 TzPz 的带隙,促进了电子沿聚合物骨架的传输。
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图1. BzPz和TzPz的表征
因此,用于双离子电池的TzPz正极在0.2 A g-1时显示出192 mAh g-1的高可逆容量,具有优异的倍率性能(30 A g-1时为108 mAh g-1),远高于由1,3,5-三苯基苯 (Bz) 和Pz制备的对应聚合物BzPz(0.2和10 A g-1时分别为148和44 mAh g-1)。
此外,TzPz正极还表现出超过10 000次循环的长期稳定循环能力。这些结果表明,D-A结构设计是开发用于双离子电池的高性能聚合物正极的有效策略。
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图2. BzPz和TzPz正极的电化学性能
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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