不同电荷载体离子对有机物电极电化学性能的影响

作     者：邱璇 曹永杰 郭昭薇 王新柱 倪志刚 马晶 董晓丽 王永刚 

作者机构：复旦大学化学系 南京大学化学化工学院 杭州师范大学材料与化学化工学院 

出 版 物：《科学通报》 (Chinese Science Bulletin)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFA1203002)资助 

主　　题：有机物电极 醌类化合物 电荷载体离子 第一性原理计算 

摘      要：近年来,具有电化学活性的有机化合物因具有成本低廉、结构可设计和环保等优点而受到广泛关注.不同于基于离子嵌入-脱嵌的传统无机化合物电极材料,有机电极材料以其独特的电荷存储机制而脱颖而出.在有机化合物中,电荷的存储主要发生在共轭骨架或含有孤对电子的杂原子上,通过这些官能团的氧化还原反应实现,因此展现出对多种电荷载体离子的电化学活性.这些电荷载体离子包括但不限于单价金属离子（如Li+、Na+、K+）、多价金属离子(如Zn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+)以及非金属离子（如H+或H3O+）.然而,迄今为止,尚缺乏系统性的研究来深入剖析有机电极材料在储存不同电荷载体时展现的电化学性能差异.在本研究中,我们以醌类化合物芘-4,5,9,10-四酮（PTO）作为研究对象,全面探究了电荷载体对有机材料电化学性能的影响,系统地分析了PTO电极在储存Li+、Na+、Zn2+、H3O+等不同离子时的氧化还原电位、可逆比容量以及电化学稳定性等关键电性能.这一工作为有机物电极材料的深入研究和应用开发提供了新的视角和理论基础.