侴术雷/李丽/王佳兆Small Methods：首次循环具有双向性的有机钠离子电池正极！

有机材料在钠离子电池（SIBs）中引起了广泛的关注，因为它们具有对环境无害和高可设计性等优点。有机材料的容量和循环寿命是大多数研究中最重要的参数，这些研究在材料层面上为获得令人印象深刻的电化学性能付出了很多努力，而这些材料与无钠负极直接匹配的脱钠能力被忽略了。

温州大学侴术雷、上海大学李丽、澳大利亚卧龙岗大学王佳兆等首次选择了含钠的、空气稳定的、市售的四羟基-1,4-苯醌二钠盐（C₆H₂Na₂O₆）作为SIBs的电极，它在半电池中先进行充电并表现出相当大的初始充电容量，这与其他报道的有机正极材料不同（通常先放电）。

图1 C₆H₂Na₂O₆的表征

研究发现，与C₆H₂Na₂O₆中酚醛酸酯基团相连的原始钠离子是可分离的，在充电时可以移动到负极。此外，受益于C₆H₂Na₂O₆中的羰基，先放电时也能达到初始放电容量，而且无论先充电还是先放电，电化学性能都没有差别。研究显示，与其他报道的用于SIB的有机钠盐相比，C₆H₂Na₂O₆取得了令人满意的电化学性能（600次循环后容量保持率为74%，与0.05A g^-1下的容量相比，5 A g^-1的容量保持率为63%）。

图2 C₆H₂Na₂O₆先放电与先充电的性能比较

此外，与具有商业应用潜力的层状过渡金属氧化物(LTO)、普鲁士蓝类似物(PBA)和聚阴离子一样，C₆H₂Na₂O₆可以将其钠离子输送到无钠负极，并且由C₆H₂Na₂O₆和硬碳（HC）组装的全电池无需任何预处理。

进一步，作者也通过原位和非原位测试研究了其充电和放电过程中独特的氧化还原机制和结构变化，以更好地理解这种材料，并为设计更合适的有机正极提供更好的指导，使其能够与无钠负极相匹配。

图3 充放电过程中的原位拉曼研究

Organic Small Molecules with Electrochemical-Active Phenolic Enolate Groups for Ready-to-Charge Organic Sodium-Ion Batteries. Small Methods 2022. DOI: 10.1002/smtd.202200455

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