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学术 2024-11-06 12:00 广东

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研究概述

有机电极的大空隙空间赋予了它们存储不同反荷离子的能力，且不受尺寸的限制。

基于此，2024年11月4日，电子科技大学唐武教授/王焱教授/樊聪副教授、四川长虹电器股份有限公司Jian Gao在国际期刊Nature Communications发表题为《Single organic electrode for multi-system dual-ion symmetric batteries》的研究论文。

在这项工作中，研究人员设计了一种名为二喹啉并[2,3-a:2',3'-c]吩嗪-2,6,10-三（吩噁嗪）（DQPZ-3PXZ）的小分子有机双极电极。

基于其二喹啉并[2,3-a:2',3'-c]吩嗪（DQPZ）和吩噁嗪（PXZ）的π共轭形成的坚固固体结构，DQPZ-3PXZ可以无差别且稳定地容纳5种不同电荷和尺寸的反荷离子（Li⁺、Na⁺、K⁺、PF₆⁻和FSI⁻）。

在Li/Na/K基半电池中，DQPZ-3PXZ的峰值放电容量为257/243/253 mAh g⁻¹_正极，峰值能量密度为609/530/572 Wh kg⁻¹_正极。

此外，还可以构建Li/Na/K基双离子对称电池，这些电池可以通过第一次充电过程激活，并显示出85/66/72 mAh g^-1_正极的稳定放电容量和59/50/52 Wh kg^-1_总质量的能量密度，可运行15000次以上，容量保持率接近100%。

图文解读

图1：分子设计，合成和表征

图2：DQPZ-3PXZ电极的离子储存机理

图3：对称电池性能

文献信息

Li, W., Ma, H., Tang, W. et al. Single organic electrode for multi-system dual-ion symmetric batteries. Nat Commun 15, 9533 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-53803-3

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