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南京理工大學(xué)唐衛(wèi)華《AFM》:調(diào)控三喹啉基聚合物電極,實(shí)現(xiàn)水系鋅離子電池1500次循環(huán)
  發(fā)布日期:2022-04-14

具有安全性和成本優(yōu)勢(shì)的水系鋅離子電池(ZIBs)在儲(chǔ)能方面越來(lái)越有前景;同時(shí),有機(jī)電極引起了相當(dāng)大的興趣。有機(jī)ZIBs的發(fā)展在于解決阻礙Zn2+界面擴(kuò)散和相應(yīng)緩慢反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的挑戰(zhàn)性問(wèn)題。

鑒于此,南京理工大學(xué)唐衛(wèi)華教授設(shè)計(jì)并制備了基于三喹啉(3Q)的均聚物(P3Q)和具有擴(kuò)大共軛平面的三嗪連接的3Q聚合物(P3Q-t),以揭示分子構(gòu)型對(duì)Zn2+轉(zhuǎn)移和配位動(dòng)力學(xué)的影響。這項(xiàng)工作通過(guò)結(jié)構(gòu)表征、電化學(xué)測(cè)試和理論計(jì)算,系統(tǒng)地研究了它們的ZIBs性能和離子嵌入機(jī)理。具體來(lái)說(shuō),P3Q顯示與Zn2+和H+的相互作用,而P3Q-t被發(fā)現(xiàn)僅與Zn2+選擇性配位。此外,由于分子間和分子內(nèi)效應(yīng),P3Q-t表現(xiàn)出高共軛平面性和電負(fù)性稠環(huán)通路,這導(dǎo)致更快的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和降低的Zn2+轉(zhuǎn)移阻力。因此,P3Q-t在0.3 A g-1時(shí)提供了237 mAh g-1的高容量。更重要的是,這種容量在15 A g-1時(shí)可以保持45%,并且在1500次循環(huán)后平均可以保持81%的容量。

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