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) 被引量:9
标识
DOI:10.1002/advs.202200187
摘要

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-Li2 ) 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
刚刚
1秒前
hyl完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
DouBo完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
沐晴完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
likw23完成签到 ,获得积分10
5秒前
小蘑菇应助mary采纳,获得30
5秒前
要减肥的乐双完成签到 ,获得积分10
6秒前
薛洁洁的小糖应助ac采纳,获得30
6秒前
lrl发布了新的文献求助30
7秒前
内向友桃发布了新的文献求助10
7秒前
完美世界应助苏苏爱学习采纳,获得10
9秒前
cc发布了新的文献求助10
9秒前
刘坦苇发布了新的文献求助10
10秒前
Sven完成签到,获得积分10
11秒前
聪明伊完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
14秒前
爆米花应助besatified采纳,获得10
14秒前
传奇3应助魁梧的人达采纳,获得10
15秒前
15秒前
科研通AI2S应助提安娜采纳,获得10
16秒前
chrissylaiiii完成签到,获得积分10
16秒前
01发布了新的文献求助20
17秒前
劲秉应助pizazz采纳,获得30
17秒前
zengdan发布了新的文献求助20
17秒前
刘坦苇发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
18秒前
gaoww发布了新的文献求助30
19秒前
cc完成签到,获得积分10
20秒前
old完成签到,获得积分10
21秒前
qing完成签到,获得积分20
21秒前
无花果应助AC赵先生采纳,获得10
21秒前
浩_应助姜姜采纳,获得10
21秒前
22秒前
CodeCraft应助不安囧采纳,获得10
22秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2500
Востребованный временем 2500
Aspects of Babylonian celestial divination : the lunar eclipse tablets of enuma anu enlil 1500
Agaricales of New Zealand 1: Pluteaceae - Entolomataceae 1040
Healthcare Finance: Modern Financial Analysis for Accelerating Biomedical Innovation 1000
Classics in Total Synthesis IV: New Targets, Strategies, Methods 1000
지식생태학: 생태학, 죽은 지식을 깨우다 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3459450
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3053885
关于积分的说明 9039213
捐赠科研通 2743260
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1504731
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 695392
邀请新用户注册赠送积分活动 694677