高性能水係鋅有機電池高活性和穩定的正極是開發高容量、快速氧化還原動力學和長壽命的水溶液有機鋅電池的關(guan) 鍵。文章要點1）理論計算揭示了硝基結構異構對芳香骨架的重要影響，它改變了分子內(nei) 電子...
高活性和穩定的正極是開發高容量、快速氧化還原動力學和長壽命的水溶液有機鋅電池的關(guan) 鍵。
文章要點
1）理論計算揭示了硝基結構異構對芳香骨架的重要影響，它改變了分子內(nei) 電子分布和主體(ti) 能級，導致不同的親(qin) 鋅活性和氧化還原動力學。研究人員綜合研究闡明了陽離子Zn(OTF)+（三氟甲磺酸鹽，OTF -= CF3SO3−）配合物在硝基芳烴基陰極中的兩(liang) 步氧化還原反應。與(yu) 堿金屬離子電池完全不同，這種電荷存儲(chu) 機製阻止硝基芳烴重新排列它們(men) 的構型並與(yu) 相鄰的硝基基元共享Zn2+,從(cong) 而降低去溶劑化能量損失並在電化學反應中保持結構穩定性。
2）得益於(yu) 穩定和強大的多電子氧化還原，封裝在碳納米花中的p-DB（p-DB@CF）作為(wei) 有機正極提供了402 mAh g-1的大可逆容量，以及高達25000次循環的出色穩定性，這使鋅有機電池具有230 Wh kg-1的高能量密度。此外，硝基芳烴的電化學指標可以通過調節硝基骨架上帶有吸電子/推電子功能取代基的側(ce) 基來控製。
1）作者首先詳細總結了水性ZOB的離子儲(chu) 存機製，然後介紹了分析其動態行為(wei) 的主要方法。
2）隨後，基於(yu) 離子存儲(chu) 機製和分子結構特征，係統地總結了現有有機電極材料的新進展和設計策略，包括n型、p型和雙極型電極材料。隨後，我們(men) 首次總結了這些有機電極材料的主要合成策略。
3）作者重點介紹了水係ZOBs現有的改進策略，以在其比容量、工作電壓、倍率性能和循環壽命方麵獲得更高的電化學性能，並實現更低的製備成本。
4）後，作者討論了水係ZOBs實現實際應用所麵臨(lin) 的挑戰。提出了水係ZOBs的合理觀點和有前途的探索方向，以指導研究走向實際應用，實現更綠色的可充電世界。
