可充电铝电池(RABs)由于铝金属的高耐久性和三电子转移特性,长期以来一直受到人们的追捧。然而,铝二次电池的氧化还原能力有限,这制约了正极材料的开发。
近日,德累斯顿工业大学冯新亮教授报道了展示了一种使用芳香胺作为RABs正极材料的的季铵化化学。
文章要点
1)胺在氧化过程中的季铵化过程包括N(自由基)阳离子(R3N•+或R4N+)的形成和阴离子铝配合物(AlCl4−)的可逆存储。苯基取代基在电子离域稳定N自由基阳离子中起着关键作用,使胺分子具有高氧化还原活性(快速动力学和高容量)。在循环过程中反应胺分子的进一步齐聚抑制了溶解到电解液中,使胺电极具有高度可逆、高效和稳定的阴离子存储能力。
2)结果表明,组装的铝胺电池具有135mAh g-1的高可逆容量,94.2%的高能效(EE),4000次循环以上的长循环寿命,快速充电能力(3 min),以及显著的特点,如高负载能力和优异的自放电稳定性。
参考文献
Gang Wang, et al, An Efficient Rechargeable Aluminium-Amine Battery Working Under Quaternization Chemistry, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202116194
https://doi.org/10.1002/anie.202116194