董全峰&郑明森AEM:一种通过与导电分子耦合来延长界面反应的增强型电极
Nanoyu Nanoyu 2021-07-18


电子导电基质或集电器有助于电化学装置中的电子传输。它是固定的,一旦建成,在整个操作过程中不会改变。同时,这种基质与电极的界面在微观上是二维的,这无疑限制了电化学反应的广度和深度。

近日,厦门大学董全峰教授,郑明森教授,Wen-Jing Hong报道了首次提出了一个用于延长界面反应的增强型电极与导电分子耦合的概念。这种电极具有空间化的空隙,可以改变目前人们对电极过程的认识,开辟了电极反应化学的新领域。由于复杂的多电子反应,研究人员将这种增强电极用于锂硫(Li-S)电池。

文章要点

1通过石墨基碳与铁(Ⅱ)酞菁(FePc)之间的π-π堆积作用,可将可溶性FePc修饰在具有电子传输能力的电极表面。

2扫描隧道显微镜断口表征和密度泛函理论(DFT)计算表明,FePc具有较强的分子电子导电性。此外,与直接从集电器获得电子相比,反应物更容易从导电分子中获得电子。

3实验结果显示,相应的锂硫电池的性能得到了大大提高。当温度为−20 °C时,电池仍能正常充放电;经过长时间的循环测试,电池在0.5 C下的容量超过560 mAh g−1,而没有使用增强电极的电池则无法实现上述结果。

这种用于Li-S电池的增强型电极与传统的改性添加剂具有有很大的不同,具有超越电池系统的潜在重要性。

 

参考文献

Ding-Rong Deng, et al, An Enhanced Electrode via Coupling with a Conducting Molecule to Extend Interfacial Reactions, Adv. Energy Mater. 2021

DOI: 10.1002/aenm.202101156

https://doi.org/10.1002/aenm.202101156


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