石大邢伟/崔永朋ACS Energy Letters：碘化有机盐正极实现高能量密度钾有机电池

具有结构可调节性的有机氧化还原活性材料（REDOX-OAMs）在钾有机电池中具有广阔的应用前景，但它们受到可逆容量低和反应电位适中的限制。

在此，中国石油大学邢伟，崔永朋等人设计了一种多功能 REDOX-OAM (EV-I2)，由具有双活性位点的双吡啶 (EV²⁺) 和具有高工作电位的碘阴离子 (2I^–) 组成。在这种 EV-I2 结构中，可以通过多重 REDOX 反应机制实现双离子 K⁺/FSI^– 储存。

因此，K-EVI2 电池的能量密度（718.4 Wh kg^-1）比 K-EV 电池（268.5 Wh kg^-1）高出近三倍，可逆容量达到 308.0 mAh g^-1，工作电压接近 3.5 V。

图1. DFT计算

总之，该工作通过将I^–阴离子客体接枝到 EV²⁺ 主体上，制备出了 EV²⁺-2I^– 正极。基于 I^– 阴离子通过 I^–/I₀ 的转化引发高反应电势，结合 EV²⁺/EV₀ 的氧化还原反应，EVI₂ 正极通过四电子转移过程与 FSI^– 和 K⁺双离子存储表现出优异的电化学性能。

此外，主-客盐化机制可抑制 REDOX-OAMs 的溶解，从而优化循环稳定性，接枝的 I^– 阴离子可促进 EV²⁺/EV₀ 的反应动力学，得到的 K-EVI₂ 电池可提供 308.0 mAh g^-1的高容量和 718.4 Wh kg^-1 的能量密度。因此，该工作设计的多功能 REDOX-OAMs 接枝化学策略为构建高性能钾有机电池提供了启示。

图2.电池性能

Multiple Working Mechanisms Enabled by an Iodized Organic Salt Cathode for High Energy Density Potassium–Organic Batteries，ACS Energy Letters 2023 DOI: 10.1021/acsenergylett.3c01990

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石大邢伟/崔永朋ACS Energy Letters：碘化有机盐正极实现高能量密度钾有机电池

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