Hydrogen Bond Networks Stabilized High‐Capacity Organic Cathode for Lithium‐Ion Batteries

氢键 分子间力 锂(药物) 堆积 傅里叶变换红外光谱 分子 溶解度 化学 阴极 物理化学 化学工程 有机化学 医学 工程类 内分泌学
作者
Shibing Zheng,Dongjie Shi,Tianjiang Sun,Letian Zhang,Weijia Zhang,Yixin Li,Zhenbo Guo,Zhanliang Tao,Jun Chen
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:62 (9) 被引量:58
标识
DOI:10.1002/anie.202217710
摘要

High-capacity small organic materials are plagued by their high solubility. Here we proposed constructing hydrogen bond networks (HBN) via intermolecular hydrogen bonds to suppress the solubility of active material. The illustrated 2, 7- diamino-4, 5, 9, 10-tetraone (PTO-NH2 ) molecule with intermolecular hydrogen (H) bond between O in -C=O and H in -NH2 , which make PTO-NH2 presents transverse two-dimensional extension and longitudinal π-π stacking structure. In situ Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) has tracked the reversible evolution of H-bonds, further confirming the existence of HBN structure can stabilize the intermediate 2-electron reaction state. Therefore, PTO-NH2 with HBN structure has higher active site utilization (95 %), better cycle stability and rate performance. This study uncovers the H-bond effect and evolution during the electrochemical process and provides a strategy for materials design.
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