湘潭大學高平教授研究小組在ChemSusChem上發(fā)表了利用溫度誘導氧化偶聯(lián)聚合策略提高有機電池的循環(huán)穩(wěn)定性，報道了一種結構穩(wěn)定的噻吩功能化卟啉基電極材料用于電化學儲能器件，在全對稱卟啉基儲能器件、鋰/鈉基儲能體系中均能發(fā)揮較好的儲能特性，特別是高溫的循環(huán)穩(wěn)定性能。
卟啉及其衍生物如維生素B12、血紅素、葉綠素等能參與不同的生命過程，其獨特的光學、物理和化學屬性，使其在催化、光電材料、自組裝、分子識別等領域有著十分廣泛的應用。近年來的研究表明，其多電子轉移雙極性的特點和較小的能級間隙在電化學儲能領域具有潛在優(yōu)異的電化學性能，但解決卟啉分子在電解液中的高溶解性以提高其循環(huán)穩(wěn)定性能仍然是目前面臨的主要挑戰(zhàn)。 湘潭大學高平教授研究小組通過分子工程手段，設計合成了噻吩基功能化金屬卟啉配合物CuTTP作為電極材料，即[5，15，10，20-四噻吩基卟啉]銅。受益于卟啉環(huán)和噻吩基團自身的雙極性共軛結構，以及高溫誘導噻吩氧化偶聯(lián)聚合的特點，CuTTP電極材料在50℃的條件下能表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性能，1000次循環(huán)無明顯容量衰減。通過高溫誘導電化學氧化還原，CuTTP的溶解性顯著降低，在鋰、鈉基體系中均能發(fā)揮優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性能。因其雙極性特點，CuTTP可同時作為正極和負極材料，匹配的全對稱卟啉基電池表現(xiàn)出2.7V的平均放電電壓。該研究工作的高溫誘導電化學氧化偶聯(lián)聚合以提高分子結構穩(wěn)定性和電子電導率的策略，為開發(fā)高溫循環(huán)穩(wěn)定有機電池提供了新的思路。 論文信息 Long term cycling stability of porphyrin electrode for Li/Na charge storage at high temperature Jiahao Zhang, Chao Ye, Fangfang He, Youlian Zeng, Jing Xiao, Xiukang Yang, Hongbo Shu, Hongrui Qi, Wei Liu, Ping Gao* ChemSusChem DOI: 10.1002/cssc.202202159
