Reversible multi-electron redox chemistry of π-conjugated N-containing heteroaromatic molecule-based organic cathodes

共轭体系 氧化还原 喹喔啉 分子 化学 电化学 石墨烯 电解质 吡嗪 组合化学 电极 有机化学 材料科学 纳米技术 无机化学 聚合物 物理化学
作者
Chengxin Peng,Guo‐Hong Ning,Jie Su,Guiming Zhong,Wei Tang,Bingbing Tian,Chenliang Su,Dingyi Yu,Lianhai Zu,Jinhu Yang,Man‐Fai Ng,Yong‐Sheng Hu,Yong Yang,Michel Armand,Kian Ping Loh
出处
期刊:Nature Energy [Springer Nature]
卷期号:2 (7) 被引量:544
标识
DOI:10.1038/nenergy.2017.74
摘要

Even though organic molecules with well-designed functional groups can be programmed to have high electron density per unit mass, their poor electrical conductivity and low cycle stability limit their applications in batteries. Here we report a facile synthesis of π-conjugated quinoxaline-based heteroaromatic molecules (3Q) by condensation of cyclic carbonyl molecules with o-phenylenediamine. 3Q features a number of electron-deficient pyrazine sites, where multiple redox reactions take place. When hybridized with graphene and coupled with an ether-based electrolyte, an organic cathode based on 3Q molecules displays a discharge capacity of 395 mAh g−1 at 400 mA g−1 (1C) in the voltage range of 1.2–3.9 V and a nearly 70% capacity retention after 10,000 cycles at 8 A g−1. It also exhibits a capacity of 222 mAh g−1 at 20C, which corresponds to 60% of the initial specific capacity. Our results offer evidence that heteroaromatic molecules with multiple redox sites are promising in developing high-energy-density, long-cycle-life organic rechargeable batteries. Organic compounds can be used as electrode materials for Li-ion batteries, but problems such as facile dissolution and low electrical conductivity hinder their application. Here the authors report π-conjugated quinoxaline-based heteroaromatic molecules with multiple redox sites to tackle the problems.
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
金轩完成签到 ,获得积分10
1秒前
在水一方应助wtg采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
3秒前
淡然立轩发布了新的文献求助10
4秒前
xn完成签到,获得积分10
5秒前
嗨害完成签到,获得积分10
6秒前
hahaha发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
78910完成签到,获得积分10
8秒前
传奇3应助小黄人采纳,获得30
9秒前
再也不拖发布了新的文献求助10
11秒前
李李李李李完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
13秒前
14秒前
木易完成签到,获得积分10
17秒前
小马甲应助栗子糕采纳,获得10
18秒前
Echodeng发布了新的文献求助10
18秒前
苻谷丝发布了新的文献求助10
19秒前
柯ke发布了新的文献求助30
21秒前
yeqin完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
26秒前
26秒前
嗨害发布了新的文献求助20
26秒前
26秒前
SciGPT应助苻谷丝采纳,获得10
26秒前
高高的一笑完成签到,获得积分10
26秒前
我是老大应助周凡淇采纳,获得10
27秒前
Ava应助周凡淇采纳,获得10
27秒前
田様应助周凡淇采纳,获得10
27秒前
科目三应助周凡淇采纳,获得10
27秒前
SciGPT应助周凡淇采纳,获得10
27秒前
zho应助周凡淇采纳,获得10
27秒前
完美的天空应助周凡淇采纳,获得10
27秒前
汉堡包应助周凡淇采纳,获得10
27秒前
彭于晏应助周凡淇采纳,获得10
27秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Essentials of thematic analysis 700
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 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 3125620
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2775921
关于积分的说明 7728309
捐赠科研通 2431379
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1291979
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 622295
版权声明 600376