Two Birds One Stone: Graphene Assisted Reaction Kinetics and Ionic Conductivity in Phthalocyanine‐Based Covalent Organic Framework Anodes for Lithium‐ion Batteries

锂(药物) 阳极 共价有机骨架 材料科学 石墨烯 均苯四甲酸二酐 化学工程 共价键 酞菁 锂离子电池 离子键合 扩散 离子 电极 电池(电) 化学 纳米技术 有机化学 物理化学 聚酰亚胺 医学 功率(物理) 物理 图层(电子) 量子力学 工程类 热力学 内分泌学
作者
Jianjun Zhao,Miaomiao Zhou,Jun Chen,Luyi Wang,Qian Zhang,Shengwen Zhong,Haijiao Xie,Yutao Li
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:19 (44) 被引量:51
标识
DOI:10.1002/smll.202303353
摘要

This work reports a covalent organic framework composite structure (PMDA-NiPc-G), incorporating multiple-active carbonyls and graphene on the basis of the combination of phthalocyanine (NiPc(NH2 )4 ) containing a large π-conjugated system and pyromellitic dianhydride (PMDA) as the anode of lithium-ion batteries. Meanwhile, graphene is used as a dispersion medium to reduce the accumulation of bulk covalent organic frameworks (COFs) to obtain COFs with small-volume and few-layers, shortening the ion migration path and improving the diffusion rate of lithium ions in the two dimensional (2D) grid layered structure. PMDA-NiPc-G showed a lithium-ion diffusion coefficient (DLi+ ) of 3.04 × 10-10 cm2 s-1 which is 3.6 times to that of its bulk form (0.84 × 10-10 cm2 s-1 ). Remarkably, this enables a large reversible capacity of 1290 mAh g-1 can be achieved after 300 cycles and almost no capacity fading in the next 300 cycles at 100 mA g-1 . At a high areal capacity loading of ≈3 mAh cm-2 , full batteries assembled with LiNi0.8 Co0.1 Mn0.1 O2 (NCM-811) and LiFePO4 (LFP) cathodes showed 60.2% and 74.7% capacity retention at 1 C for 200 cycles. Astonishingly, the PMDA-NiPc-G/NCM-811 full battery exhibits ≈100% capacity retention after cycling at 0.2 C. Aided by the analysis of kinetic behavior of lithium storage and theoretical calculations, the capacity-enhancing mechanism and lithium storage mechanism of covalent organic frameworks are revealed. This work may lead to more research on designable, multifunctional COFs for electrochemical energy storage.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
raiychemj完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
Kidmuse完成签到,获得积分10
3秒前
tuo zhang完成签到,获得积分10
3秒前
小包子完成签到,获得积分10
4秒前
wangeil007完成签到,获得积分10
4秒前
铁甲小杨完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI2S应助shengdong采纳,获得10
6秒前
cff完成签到 ,获得积分10
7秒前
张颜完成签到,获得积分10
8秒前
菲比完成签到 ,获得积分20
8秒前
韶芸遥完成签到,获得积分10
9秒前
i羽翼深蓝i完成签到,获得积分10
10秒前
称心太阳完成签到 ,获得积分10
13秒前
xiaowang完成签到 ,获得积分10
13秒前
man关注了科研通微信公众号
14秒前
星丶完成签到 ,获得积分10
14秒前
Candice发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
yongkun完成签到,获得积分20
16秒前
QQLL完成签到,获得积分10
16秒前
顺心的定帮完成签到 ,获得积分10
17秒前
Akim应助张颜采纳,获得10
19秒前
19秒前
amanda完成签到,获得积分20
19秒前
CodeCraft应助dddd采纳,获得10
20秒前
加菲丰丰应助紫竹采纳,获得20
21秒前
之_ZH完成签到 ,获得积分10
21秒前
ivy完成签到 ,获得积分10
22秒前
amanda发布了新的文献求助30
22秒前
22秒前
23秒前
23秒前
Candice完成签到,获得积分20
23秒前
美好的元珊完成签到,获得积分20
24秒前
行者+完成签到,获得积分10
24秒前
蔡翌文完成签到 ,获得积分10
25秒前
ddg发布了新的文献求助10
27秒前
木木发布了新的文献求助10
28秒前
现代宝宝完成签到,获得积分10
28秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
An Introduction to Geographical and Urban Economics: A Spiky World Book by Charles van Marrewijk, Harry Garretsen, and Steven Brakman 500
Diagnostic immunohistochemistry : theranostic and genomic applications 6th Edition 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3150658
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2802207
关于积分的说明 7846456
捐赠科研通 2459547
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1309286
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 628821
版权声明 601757