P型有机电极材料以其高氧化还原电压和快速动力学而著称。然而,单电子p型有机材料虽然具有较高的工作电压和稳定性,但普遍表现出较低的容量,而一些多电子p型有机材料具有较高的理论容量但稳定性较低。
为了应对这一挑战,复旦大学王永刚教授,东华大学Peng Wei探索了结合单电子和多电子单元来制造高容量和稳定的p型有机电极的可能性。
文章要点
1)研究人员展示了一种新分子4,4'-(10H-phenothiazine-3,7-diyl)bis(N,Ndiphenylaniline)(PTZAN)的设计,它是通过偶联三苯胺分子和吩噻嗪分子而产生的。
2)由此产生的Zn//PTZAN电池表现出优异的稳定性(2,000次循环)、高电压(1.3 V)、高容量(145 mAh g-1)和187.2 Wh kg-1的能量密度。理论计算和原位/非原位分析表明,PTZAN电极的电荷存储主要由吩噻嗪杂环和三苯胺单元的氧化还原驱动,伴随着阴离子和Zn2+的结合/释放。
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Xuan Qiu, et al, Molecular Tailoring of p-type Organics for Zinc Batteries with High Energy Density, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202304036
DOI: 10.1002/anie.202304036
https://doi.org/10.1002/anie.202304036