近日,我校星空体育平台app陈达教授和秦来顺教授联合团队在钾离子电池研究方面取得新进展。关于水系钾离子电池成果于2024年4月以“A phenazine-derived organic anode for ultrafast and long-life aqueous potassium-ion full cells”为题发表在国际学术期刊SCIENCE CHINA Materials(IF 8.1,中科院2区)上。第一作者为我校星空体育平台app本科生郑易帆,通讯作者为青年教师于丹丹博士、陈达教授和秦来顺教授。
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图1 论文信息
有机电极材料因具有结构多样性和可持续性, 在水系钾离子电池研究领域展示出广阔的前景, 但它们大多数存在导电性差、易溶于电解液的问题, 导致电极活性物质利用率低、循环稳定性差. 本文通过含氮苯环的共轭延伸、引入氰基活性中心, 获得了3CN-HATN. 与经典吩嗪负极相比, 3CN-HATN的最低未占据分子轨道能级更低, 更容易被还原, 且其能带隙较窄, 改善了导电性, 其共轭结构可有效抑制循环过程中3CN-HATN的溶解. 3CN-HATN负极在80 C (1 C=350 mA g−1)下比容量高达233.8 mA h g−1, 将其与Ni(OH)2正极匹配, 构建的水系钾离子全电池具备优异的循环稳定性和快充性能, 30 C下循环10,000圈后容量保持率达81.5%。
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图2 3CN-HATN的SEM图及3CN-HATN//Ni(OH)2水系钾离子电池的倍率性能
此外,基于非晶红磷负极的有机系钾离子电池研究工作于2024年1月以“A red phosphorus/mesoporous carbon anode for potassium-ion storage”为题发表在国际学术期刊Materials Letters(IF 3,中科院4区)上。第一作者为我校星空体育平台app本科生王健晨,通讯作者为青年教师于丹丹博士、陈达教授。
这两项工作得到国家大学生创新创业培训计划项目(2023****033)、浙江省大学生科技创新活动计划项目(新苗人才计划)项目(2024R409055)以及“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛的支持。
原文链接:
https://www.sciengine.com/SCMs/doi/10.1007/s40843-023-2796-5
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167577X24001423