湘潭大学高平EnSM: 一种面向双离子存储的通用双极有机分子正极

有机分子由于其可调节的理论容量和环境友好性，是用于绿色和可持续可充电电化学储能的有前途的电极材料。然而，有机电极材料在电解液中的高溶解度和固有的低电子电导率阻碍了其商业化应用。

在此，湘潭大学高平教授等人报道了将一系列双极乙炔基卟啉配合物（MTEPP, M=Cu, Zn, Mg, 2H）作为高稳定性的新型双离子存储通用正极材料。

受益于其双极性能力，阳离子（Li⁺, Na⁺, K⁺）和阴离子（PF₆^–和TFSI^–）均可用作电荷载流子以提供快速动力学和出色的电荷存储能力。

图1. M-TEPP的分子结构及充电过程示意图

基于卟啉电极的高度共轭结构和增强的稳定性，当CuTEPP用作有机锂电池（OLIBs）的正极时，获得219 mAh g^-1的高可逆容量。ZnTEPP正极在1.0 A g^-1时1000次循环后的容量保持率为83.6%，可逆容量为128 mAh g^-1。

在钠基和钾基电池中也观察到了良好的循环稳定性和高度可逆的能力。通过不同的光谱和显微技术以及DFT模拟研究表明，电荷存储主要受赝电容贡献控制，从而实现超快反应动力学。这项研究为开发用于电化学储能的超稳定和通用有机正极提供了一种新方法。

图2. M-TEPP正极材料的电化学性能

A Bipolar Organic Molecule Toward a Universal Pseudocapacitive Cathode for Stable Dual Ion Charge Storage, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.08.003

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湘潭大学高平EnSM: 一种面向双离子存储的通用双极有机分子正极

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