Are Redox‐Active Organic Small Molecules Applicable for High‐Voltage (>4 V) Lithium‐Ion Battery Cathodes?

电化学 电解质 阴极 锂(药物) 电池(电) 氧化还原 循环伏安法 锂离子电池 有机自由基电池 化学 无机化学 离子 材料科学 电极 物理化学 有机化学 热力学 内分泌学 功率(物理) 物理 医学
作者
Yuto Katsuyama,Hiroaki Kobayashi,Kazuyuki Iwase,Yoshiyuki Gambe,Itaru Honma
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:9 (12): e2200187-e2200187 被引量:26
标识
DOI:10.1002/advs.202200187
摘要

Abstract While organic batteries have attracted great attention due to their high theoretical capacities, high‐voltage organic active materials (> 4 V vs Li/Li + ) remain unexplored. Here, density functional theory calculations are combined with cyclic voltammetry measurements to investigate the electrochemistry of croconic acid (CA) for use as a lithium‐ion battery cathode material in both dimethyl sulfoxide and γ ‐butyrolactone (GBL) electrolytes. DFT calculations demonstrate that CA dilitium salt (CA–Li 2 ) has two enolate groups that undergo redox reactions above 4.0 V and a material‐level theoretical energy density of 1949 Wh kg –1 for storing four lithium ions in GBL—exceeding the value of both conventional inorganic and known organic cathode materials. Cyclic‐voltammetry measurements reveal a highly reversible redox reaction by the enolate group at ≈4 V in both electrolytes. Battery‐performance tests of CA as lithium‐ion battery cathode in GBL show two discharge voltage plateaus at 3.9 and 3.1 V, and a discharge capacity of 102.2 mAh g –1 with no capacity loss after five cycles. With the higher discharge voltages compared to the known, state‐of‐the‐art organic small molecules, CA promises to be a prime cathode‐material candidate for future high‐energy‐density lithium‐ion organic batteries.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科研通AI6.2应助房产中介采纳,获得10
刚刚
潇湘发布了新的文献求助10
刚刚
张琴完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
郭珊珊完成签到,获得积分10
2秒前
6666发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
酷波er应助tt采纳,获得10
3秒前
vavel发布了新的文献求助10
3秒前
twive发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
嘻嘻发布了新的文献求助10
4秒前
萧幻枫完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
随便发布了新的文献求助50
6秒前
1111111完成签到,获得积分10
7秒前
Sunny发布了新的文献求助10
8秒前
黄韵伊完成签到,获得积分10
8秒前
cong1216完成签到,获得积分10
8秒前
10秒前
10秒前
10秒前
852应助羞涩的荟采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
慕青应助山牙子采纳,获得10
13秒前
14秒前
嘉嘉发布了新的文献求助10
14秒前
suxian发布了新的文献求助10
15秒前
Akoasm完成签到,获得积分10
15秒前
丘比特应助愉快钢铁侠采纳,获得10
15秒前
惊鸿一面发布了新的文献求助10
15秒前
梁帅哥完成签到,获得积分10
15秒前
cc发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
慕青应助羽化成环采纳,获得10
17秒前
小二郎应助羽化成环采纳,获得10
17秒前
18秒前
桐桐应助圣诞节采纳,获得10
18秒前
huxiaomin发布了新的文献求助10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Industrial Hydraulics Manual (7th edition) 800
Physiologic races of the downy mildew fungus on soybeans in North Carolina 800
Rosenblum, Global Change Biology 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7776110
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9317601
关于积分的说明 20358732
捐赠科研通 7362688
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3318168
关于科研通互助平台的介绍 2466311
邀请新用户注册赠送积分活动 2333591