Pin Li-ion mật độ năng lượng cao cao được báo cáo là rẻ và không chứa kim loại
| Jerry Huang
Ghi chú của người biên tập: Các nhà nghiên cứu báo cáo một bước đột phá về điện hóa mật độ năng lượng cao cao áp của Pin Lithium-ion tiết kiệm và không chứa kim loại (thân thiện với môi trường). Pin lithium-ion hữu cơ 4 lớp V này có dung lượng lý thuyết cao và điện áp cao, trong khi vật liệu catốt và chất điện phân thực tế của chúng vẫn chưa được khám phá.
Các phân tử nhỏ hữu cơ có hoạt tính khử oxy hóa có áp dụng cho cực âm pin Lithium-Ion cao áp (> 4 V) không?
Bởi: Yuto Katsuyama, Hiroaki Kobayashi, Kazuyuki Iwase, Yoshiyuki Gambe, Itaru Honma | Xuất bản lần đầu: ngày 10 tháng 3 năm 2022 trên Advanced Science
4 pin Lithium-Ion hữu cơ loại V
Trong khi pin lithium-ion hữu cơ đã thu hút được sự chú ý lớn do dung lượng lý thuyết cao của chúng, vật liệu catốt hữu cơ điện áp cao vẫn chưa được khám phá. Trong bài báo số 2200187, Yuto Katsuyama, Hiroaki Kobayashi, Itaru Honma và các đồng nghiệp báo cáo về điện hóa của axit croconic ở điện áp cao. Các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm xác nhận hai enolat trong axit croconic thể hiện ở mức độ oxy hóa khử là 4 V, có thể được sử dụng để lưu trữ năng lượng.
trừu tượng
Trong khi pin hữu cơ đã thu hút sự chú ý lớn do dung lượng lý thuyết cao của chúng, các vật liệu hoạt động hữu cơ điện áp cao (> 4 V so với Li / Li +) vẫn chưa được khám phá. Ở đây, các tính toán lý thuyết hàm mật độ được kết hợp với phép đo vôn theo chu kỳ để khảo sát điện hóa của axit croconic (CA) để sử dụng làm vật liệu cực âm cho pin lithium-ion trong cả chất điện phân dimethyl sulfoxide và γ-butyrolactone (GBL). Tính toán DFT chứng minh rằng muối CA dilitium (CA – Li2) có hai nhóm enolat trải qua phản ứng oxy hóa khử trên 4,0 V và mật độ năng lượng lý thuyết cấp vật liệu là 1949 Wh kg – 1 để lưu trữ bốn ion liti trong GBL — vượt quá giá trị của cả hai vật liệu cathode vô cơ thông thường và hữu cơ đã biết. Các phép đo theo chu kỳ vôn cho thấy phản ứng oxy hóa khử thuận nghịch cao bởi nhóm enolat ở ≈4 V trong cả hai chất điện phân. Các bài kiểm tra hiệu suất pin của CA như cực âm của pin lithium-ion trong GBL cho thấy hai cao nguyên điện áp phóng ở 3,9 và 3,1 V và dung lượng xả 102,2 mAh g – 1 mà không bị giảm dung lượng sau năm chu kỳ. Với điện áp phóng điện cao hơn so với các phân tử nhỏ hữu cơ hiện đại đã biết, CA hứa hẹn sẽ trở thành một ứng cử viên vật liệu cực âm hàng đầu cho pin hữu cơ lithium-ion mật độ năng lượng cao trong tương lai.
Người giới thiệu:
- https://doi.org/10.1002/advs.202200187