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
刚刚
侠医2012完成签到,获得积分0
1秒前
1秒前
2秒前
wny完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
盒子发布了新的文献求助30
5秒前
cfzhang完成签到,获得积分10
7秒前
WY发布了新的文献求助10
7秒前
闫玉坤完成签到,获得积分10
8秒前
小武wwwww发布了新的文献求助30
8秒前
qin发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
安之完成签到,获得积分10
11秒前
cheng完成签到,获得积分10
11秒前
幸福诗槐完成签到,获得积分10
12秒前
mickiller完成签到,获得积分10
12秒前
Raymond完成签到,获得积分10
13秒前
默存完成签到,获得积分0
15秒前
15秒前
世上僅有的榮光之路完成签到,获得积分0
15秒前
Zoe完成签到,获得积分10
16秒前
zyueyun发布了新的文献求助30
16秒前
树袋熊发布了新的文献求助10
16秒前
科研通AI6.4应助使徒猫采纳,获得10
17秒前
调皮的笑阳完成签到 ,获得积分10
19秒前
慕青应助开心的秋采纳,获得10
19秒前
hyl-tcm完成签到,获得积分10
19秒前
LYQ完成签到 ,获得积分10
22秒前
大盘菜完成签到,获得积分10
22秒前
蛎卡奔发布了新的文献求助10
22秒前
yh完成签到,获得积分10
22秒前
ming830完成签到,获得积分10
23秒前
Nyuki完成签到,获得积分10
24秒前
番茄黄瓜芝士片完成签到 ,获得积分10
24秒前
zt完成签到,获得积分10
25秒前
闫永娟完成签到 ,获得积分10
25秒前
26秒前
胡江完成签到 ,获得积分10
27秒前
袁玥完成签到,获得积分10
27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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
CLSI M100 Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing 36th edition 400
Cancer Targets: Novel Therapies and Emerging Research Directions (Part 1) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6362286
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8176007
关于积分的说明 17224813
捐赠科研通 5416998
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2866674
邀请新用户注册赠送积分活动 1843775
关于科研通互助平台的介绍 1691614