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中大劉曉慶AM: 具有贗電容陰離子存儲(chǔ)行為的類COF的富氮共軛微孔聚三苯胺正極

具有良好電子傳導(dǎo)性和豐富氧化還原官能團(tuán)的導(dǎo)電聚合物是構(gòu)建高能水性鋅電池（AZBs）的有前途的正極候選者。然而，活性位點(diǎn)未充分利用的明顯缺陷損害了它們的電化學(xué)性能。

在此，中山大學(xué)劉曉慶等人報(bào)道了一種用于AZBs的多孔聚三苯胺共軛微孔聚合物 (CMP) 正極，獲得的聚三苯胺 CMP（表示為 m-PTPA）能夠以贗電容占主導(dǎo)的方式容納Cl^–用于能量存儲(chǔ)。

此外，這種正極材料還顯示出類COF的多孔結(jié)構(gòu)，其特定的類似共價(jià)有機(jī)框架的3D共軛網(wǎng)絡(luò)確保了N活性位點(diǎn)的高可訪問性（在 0.5 A g^-1時(shí)高達(dá) 83.2%) 和在重復(fù)充放電過程中獨(dú)特的物理化學(xué)穩(wěn)定性（1000 次循環(huán)后容量保持率為 87.6%）。

圖1. 類COF聚三苯胺CMP的合成路線及其結(jié)構(gòu)示意圖

這種堅(jiān)固的CMP電極還導(dǎo)致鋅雙離子電池裝置具有236 Wh kg^-1的高能量密度和6.8 kW kg^-1的最大功率密度，大大超過了最近報(bào)道的有機(jī)鋅電池。

這是基于CMP正極的高性能水性鋅雙離子電池的首次報(bào)道，這項(xiàng)研究為合理設(shè)計(jì)用于高能器件的先進(jìn)CMP有機(jī)正極鋪平了道路。

圖2. 雙離子AZBs的機(jī)理和電化學(xué)性能

A COF-Like N-Rich Conjugated Microporous Polytriphenylamine Cathode with Pseudocapacitive Anion Storage Behavior for High-Energy Aqueous Zinc Dual-Ion Batteries, Advanced Materials. 2021. DOI: 10.1002/adma.202101857

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202101857

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