有機電極材料是一類具有潛在廉價優(yōu)勢及可持續(xù)發(fā)展的電化學(xué)儲能材料。對于發(fā)生n型反應(yīng)(氧化態(tài)為電中性分子,還原態(tài)為帶負(fù)電的分子)的有機正極材料來講,其氧化還原電位大多在3 V(vs. Li+/Li)以下,難以滿足實用化需求。目前研究者對于調(diào)節(jié)有機電極材料氧化還原電位的方法主要依靠引入具有不同電子效應(yīng)的官能團。此外,大多數(shù)n型有機正極材料是充電態(tài)(脫鋰態(tài)),而其還原態(tài)(嵌鋰態(tài))在空氣中不穩(wěn)定,這也為其實際應(yīng)用帶來阻礙。近日,比利時法語魯汶天主教大學(xué)Alexandru Vlad課題組提出通過空間電荷調(diào)控機制提升有機正極的氧化還原電位,經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆肿釉O(shè)計,有機材料的還原態(tài)也可以在空氣中保持穩(wěn)定。
本文要點
1) 首次提出以空間電荷構(gòu)型調(diào)控有機正極材料的氧化還原電位。分子空間電荷狀態(tài)調(diào)控可以通過分子構(gòu)型的變化實現(xiàn);
2) 2,5-二羥基-1,4-苯二乙酸四鋰鹽(Li4-p-DOBDA)的氧化還原電位高達(dá)3.35 V(vs. Li+/Li),且在空氣中可以穩(wěn)定存在;
3) 雖然Li4-p-DOBDA的氧化還原電壓很高,但其比容量和循環(huán)穩(wěn)定性有待提升。
筆者按:據(jù)筆者了解,本文作者首次研究空間電荷構(gòu)型的調(diào)控對有機電極材料電壓影響,這一策略為提升有機正極材料性能提供了新的方向。同時作者制備出對空氣穩(wěn)定的還原態(tài)有機正極材料,這一研究具有相當(dāng)高的創(chuàng)新性。