Angew: 分子间氢键网络稳定有机超分子阴极用于可充电铝电池

可充电铝电池(RABs)具有储量丰富、成本低、本质安全、理论容量大等优点，是大规模储能的理想选择。然而，迄今为止报道的正极材料仍然面临着容量有限、动力学缓慢和循环寿命不理想等挑战。在此，我们提出了一种用于RABs的有机阴极苯并[i]苯并[6,7]喹喔啉基[2,3-a]苯并[6,7]喹喔啉基[2,3-c]吩嗪-5,8,13,16,21,24-六酮（BQQPH）。每个分子中的六个C=O和六个C=N氧化还原活性位点使BQQPH能够在0.2 A g-1的条件下提供创纪录的413 mAh g-1超高容量。令人鼓舞的是，分子间氢键网络和π-π堆叠相互作用赋予了BQQPH强大的结构稳定性和极低的溶解度，使其具有100,000 次循环的超长寿命。此外，吸电子羰基还能降低最低未占用分子轨道的能级，扩大π共轭体系，从而大大提高BQQPH的放电电压和氧化还原动力学。原位和非原位表征与理论计算相结合，揭示了电荷存储机制是AlCl2+与BQQPH中N和O位点的可逆配位/解离以及12电子转移。这项工作为设计用于RAB的高性能有机阴极材料提供了宝贵的见解。

图文简介

合成路线及结构表征BQQPH和HATN阴极的电化学性能BQQPH阴极的动力学分析BQQPH阴极的电荷储存机制BQQPH的DFT计算

论文信息

原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202403424

通讯作者：Chaopeng Fu

小编有话说：本文仅作科研人员学术交流，不作任何商业活动。由于小编才疏学浅，不科学之处欢迎批评。如有其他问题请随时联系小编。欢迎关注，点赞，转发，欢迎互设白名单。投稿、荐稿：polyenergy@163.com