具有共轭电子结构的有机化合物由于其高容量和环保性,正逐渐成为有前途的锂离子电池阴极。为了使这些阴极切实可行,有机电极通常与金属离子结合以提高其能量密度。金属离子的加入,然而,通常会危害电极的结构完整性,缩短电池寿命。
最近,三组中国研究人员证明,提高电解液浓度可以有效延长金属有机阴极的寿命。研究人员研究了亚铜四氰基奎奴二甲烷(CuTCNQ),铜2 +-含有机锂离子电池负极,并观察其对7m LiClO循环稳定性的显著改善4与1 M电解质相比的电解质。这部作品最近发表于ChemComm。
在1 M LiClO的典型稀释电解质中切割4表现出不满意的稳定性。第一次循环充电容量达到~ 180mah /g,但在第一次放电后,它明显下降到23毫安时/克(图1a)。与此同时,电解质由透明变为黄色(图1b),由于TCNQ的溶解。这些观察结果清楚地表明,CuTCNQ在稀释的电解质中迅速分解。
CuTCNQ在浓度大于1m的电解质中更稳定。当LiClO4浓度增加到3m,5米和7米,连续充放电50次后,CuTCNQ的比容保持在~ 25mah /g,~(70)毫安/克,~ 110 mAh / g,分别(图2a)。所有这些容量在1 M LiClO中均高于Cutcnq。4循环次数相同后(<10 mAh/g)。此外,电解质几乎没有变色,表明少量TCNQ溶解(图2b)。
CuTCNQ稳定性的提高与Li的形成有关+-CLO4- - - - - -浓电解质中的离子对(图2c)。随着LiClO的增加4集中度,锂+和克罗4- - - - - -倾向于形成与溶剂分子协调的离子对。溶剂配位减少了可溶解TCNQ的游离溶剂分子的数量,从而最大限度地减少TCNQ的溶解。
这项工作提供了一种简便的方法来减轻Cutcnq的容量衰减。该策略可推广到稳定锂离子电池中其他金属有机阴极。
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应黄春芳,王章,刘庆菊、黄云辉
化学。Commun。,2019年,55岁,608-611年
关于博客:
刘天宇获得博士学位。(2017)加州大学新利手机客户端化学专业,美国的圣克鲁斯。他热衷于科学传播,将前沿研究介绍给大众和拥有不同研究专长的科学家。他是一个博客作家化学。Commun。和化学。脊髓损伤。有关他的更多信息可在网址:liutianyuresearch.weebly.com/。