尽管人们在开发新的有机电极材料(OEMs)和改性现有的OEMs方面已经取得了重大进展。但是,OEMs的发展仍受到本质上较差的电子电导率和低能量密度的严重限制。
电子导电无机正极(ECIC)材料具有较高的电子传导性,可以为整个电极的氧化还原反应传输电子,具有较高的离子存储容量,可以作为二次活性物质,此外与OEMs有很强的亲和力,可以抑制其溶解,因此本文提出了用ECIC材料替代非活性碳所面临的挑战。
有鉴于此,中科院物理研究所索鎏敏研究员报道了利用ECIC材料来替代非活性炭以解决上述挑战。
文章要点
1)研究人员将具有代表性的ECIC(TiS2和Mo6S8)与有机电极材料(ylene 3,4,9,10四羧酸二酐(PTCDA)和六氮杂萘二烯(HATN))相结合,以同时实现电极材料的高容量,低孔隙率和稀电解质,从而开发出具有高能量密度的有机电池。
2)实验结果显示,30 mA h-level Li/PTCDA-TiS2的袋式电池可提供153 Wh kg-1和200 Wh L-1的高重量和体积能量密度,并具有出色的循环稳定性。此外,研究人员还成功将有机ECIC电极用于Na,Mg和Al电池中,从而证明了它们的可行性和通用性。
参考文献
Minglei Mao, et al, Electronic Conductive Inorganic Cathodes Promising High-Energy Organic Batteries, Adv. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adma.202005781
https://doi.org/10.1002/adma.202005781