厦大洪文晶/郑明森/董全峰AEM: 通过与导电分子耦合以扩展界面反应的增强型电极

电子传导基质或集流体促进电化学装置中的电子传输。它是静止的，一旦建成，在整个操作过程中不会发生变化。这种基质和电极的界面在微观尺度上是在二维水平上构建的，自然限制了电化学反应的广度和深度。

在此，厦门大学洪文晶教授、郑明森教授、董全峰教授等人首次提出了一个用于扩展界面反应的增强型电极与导电分子耦合的概念。通过空间化的间隙，该电极可以改变目前对电极过程的理解，并开辟了基于电极的反应化学的新领域。由于复杂的多电子反应，研究人员将这种增强电极用于锂硫（Li-S）电池。

图1. 扫描隧道显微镜断口 (STM-BJ) 测量

通过石墨基碳和铁（II）酞菁（FePc）之间π-π堆积的相互作用，可溶性FePc可以修饰在具有传输电子能力的电极表面。扫描隧道显微镜断口表征和密度泛函理论表明，FePc具有很强的分子电子导电性。

反应物从导电分子比直接从集流体更容易获得电子。结果，相应的锂硫电池的性能显著提高，当温度为-20 °C时，电池仍能正常充放电；经过长时间的循环测试，电池在0.5 C下的容量超过560 mAh g^-1。这种用于Li-S电池的增强型电极与传统的改性添加剂具有有很大的不同，具有超越电池系统的潜在重要性。

图2. 具有增强电极的锂硫电池在低温下的电化学性能

An Enhanced Electrode via Coupling with a Conducting Molecule to Extend Interfacial Reactions, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101156

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厦大洪文晶/郑明森/董全峰AEM: 通过与导电分子耦合以扩展界面反应的增强型电极

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