吩嗪类衍生物用于快速充放电和长寿命的水系钾离子全电池负极

作     者：郑易帆 于丹丹 王健晨 杨杰 罗稳 戈天奇 秦来顺 黄岳翔 陈达 Yifan Zheng;Dandan Yu;Jianchen Wang;Jie Yang;Wen Luo;Tianqi Ge;Laishun Qin;Yuexiang Huang;Da Chen

作者机构：College of Materials and ChemistryChina Jiliang UniversityHangzhou310018China Hydrogen Energy Research Center PetroChina Petrochemical Research InstituteBeijing102200China 

出 版 物：《Science China Materials》 (中国科学（材料科学）（英文版）)

年 卷 期：2024年第67卷第5期

页      面：1464-1470页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：supported by the National Natural Science Foundation of China(52002081 and 51972294) the National College Students Innovation and Entrepreneurship Training Program(202310356033) the Science and Technology Innovation Activity Program for College Students in Zhejiang Province(New Seedling Talent Program)Project(2024R409055) 

主　　题：aqueous rechargeable batteries π-conjugated structure organic electrodes K+storage phenazine derivatives 

摘      要：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申、引入氰基活性中心,获得了3CN-HATN.与经#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%.