水系锌电池在日常快速储能方面具有广阔的应用前景,但由于锌离子电池的倍率性能较差、容量较低,特别是在实际的较大质量负载(>10 mg/cm2)条件下,严重限制了锌离子电池的商业化。
近日,中山大学卢锡洪教授报道了一种芳香族有机分子晶体3,4,9,10-芘四羧酸二酐,通过增强π-π堆积相互作用来促进其离子迁移动力学,以作为锌离子的超高速主体。
文章要点
1)具有强π-π堆积相互作用的互连层状结构可以实现快速的电子传输,而一维离子隧道为快速的离子传输提供了通道。
2)采用这种主体材料的锌电池表现出高倍率容量(62.6%的容量保持在1.6 C到260.4 C)、高功率密度(14.8 kW kg-1)和高质量负载下的高储能容量(83.6%的容量保持在2.5 mg cm-2到12.3 mg cm-2),为实现面向实际应用的超高速锌离子存储的主体材料设计提供了新策略。
Haozhe Zhang, et al, Aromatic Organic Molecular Crystal with Enhanced π-π Stacking Interaction for Ultrafast Zn-Ion Storage, Energy Environ. Sci., 2020
DOI:10.1039/D0EE01723J
https://doi.org/10.1039/D0EE01723J