用血红素和叶绿素开发有机锂电,科学家用卟啉造出电化学聚合物,电池放电比容量高达420mAh/g

科技动态 2024-03-31 18:40 阅读:16

在湖南宁乡的一位德国乌尔姆大学博士毕业生和湘潭大学化学学院教授,结合自己的专业优势,致力于将先进储能材料和新能源系统引入家乡的发展。最近,他和团队取得了一项重大突破:利用叶绿素和血红素中的卟啉结构分子,成功合成了一种电化学聚合物。

这种新型卟啉共轭聚合物名为聚 [5, 15, 10, 20 - 四联噻吩基卟啉] 铜(COP-CuT2TP),具有16个电子转移特点,通过高度共轭的分子结构,有效抑制了有机正极材料的溶解,使得有机锂电池在高容量和长循环性能方面表现出色。

研究团队还发现,在充放电过程中存在活性分子的自剥离现象,这进一步提高了有机活性分子的利用率。将卟啉共轭聚合物作为正极材料时,其在锂电池中的放电比容量高达420mAh/g,放电比能量为900W/Kg,并且能够实现8000次的循环稳定性。

这种新型卟啉基共轭聚合物不仅性能优异,而且结构稳定。相比已有报道,使用卟啉基共轭聚合物制造的正极材料具有更高的能量密度和更好的循环稳定性能,为下一代高性能有机正极的开发提供了有力支持。

通过电化学聚合策略构建的新型卟啉基共轭聚合物,不仅可以用于有机锂电池,还可以制备柔性储能电极,应用于柔性可穿戴设备等领域。团队计划进一步优化卟啉分子结构、电解液体系和界面修饰等方面的研究工作,以期在器件应用端取得更多成果。