Organic Zinc‐Ion Battery: Planar, π‐Conjugated Quinone‐Based Polymer Endows Ultrafast Ion Diffusion Kinetics

石英晶体微天平 材料科学 聚合 阴极 化学工程 聚合物 无机化学 光化学 化学 物理化学 吸附 工程类 复合材料
作者
Fei Ye,Qiang Liu,Hongliang Dong,Kailin Guan,Zhaoyang Chen,Na Ju,Linfeng Hu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:134 (51) 被引量:13
标识
DOI:10.1002/ange.202214244
摘要

Abstract A novel poly(phenazine‐alt‐pyromellitic anhydride) (PPPA) has been successfully designed and synthesized via a condensation polymerization strategy as promising cathode material in organic zinc‐ion batteries. Electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM), FTIR and XPS characterizations verify a reversible Zn 2+ ‐coordination mechanism in our PPPA cathode. Intriguingly, an ultrahigh Zn 2+ diffusion coefficient of 1.2×10 −7 cm 2 s −1 was found in this large π‐conjugated system, which is the highest one among all organic cathode materials for zinc‐ion batteries. Theoretical calculations reveal the extended π‐conjugated plane in our PPPA sample results in a significant reduction on energy gap, effectively accelerating intramolecular electron transfer during charge/discharge process. Our finding provides insights to achieve high zinc‐ion transport kinetics by a design strategy on planar polymer system.
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