有机聚合物材料因其可持续性和结构可设计性在可充水系镁离子电池(AMIB)中引起了广泛关注。然而,它们的氧化还原活性位点不足、在水系电解液中的溶解性和短程共轭结构阻碍了离子存储能力,进而导致能量密度低和循环稳定性差。近日,江苏科技大学晏超教授、张恒博士构建了一种硫杂环芳香族聚酰亚胺基有机聚合物(PTDBS),其具有多个氧化还原活性位点和长程共轭物,用作AMIB阳极的活性材料时,实现了出色的Mg2+储存能力。研究显示,受益于引入的硫醚键,PTDBS具有增强的电子传导性和额外的氧化还原活性位点,用于可逆的Mg2+配位,从而确保了高氧化还原活性和优异的电子亲和力。因此,PTDBS电极在MgCl2水系电解液中提供了超快和稳定的Mg2+储存,在10.0 A g−1下具有98.6 mA h g−l的优越倍率容量,并具有7500次循环中的出色循环稳定性(容量保持率为90.0%)。值得注意的是,通过耦合PTDBS阳极和聚吲哚阴极实现的全有机水系全电池实现了高能量密度和长寿命。这项工作为开发用于大规模水系储能的高度稳定的全有机电极材料奠定了基础。
https://doi.org/10.1002/aenm.202403934