具有共轭电子结构的有机化合物因其高容量和环境友好性,正逐渐成为锂离子电池阴极的研究热点。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,提高电解质浓度可以有效延长金属有机阴极的寿命。研究人员研究了四氟化亚铜(Cutcnq)。一个铜2 +-含有机锂离子电池阴极,并观察到其显著改善了7 m LiClO的循环稳定性。4电解液与1m电解液的比较。这项工作是最近发表的化学通讯。
CuTCNQ在1 M LiClO的典型稀释电解质中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的解散。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1 m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 mAh / g,~ 110 mAh / g,分别(图2)。所有这些能力均高于100 M LiClO中的CuTCNQ4循环次数相同后(<10 mAh/g)。此外,电解质几乎没有变色,提示小TCNQ溶解(图2b)。
CuTCNQ稳定性的提高与Li的形成有关+克罗4-浓电解液中的离子对(图2c)。随着LiClO4浓度,李+和克罗4-容易与溶剂分子形成离子对。溶剂配位减少了溶解TCNQ的自由溶剂分子数量,从而最大限度地减少TCNQ的溶解。
这项工作为降低CuTCNQ的容量衰落提供了一种简便的方法。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,刘庆菊和黄云辉
化学。Commun。,2019,55岁,608 - 611
博主:
刘天宇获得博士学位。(2017)加州大学新利手机客户端化学系,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。他是一个博客作者化学。Commun。和化学。Sci。有关他的更多信息可在http://liutianyuresearch.weebly.com/。