Molecular Design Strategy for High‐Redox‐Potential and Poorly Soluble n‐Type Phenazine Derivatives as Cathode Materials for Lithium Batteries

锂(药物) 氧化还原 溶解度 阴极 锂原子 化学 溶解 电池(电) 组合化学 分子 电化学 无机化学 电极 有机化学 物理化学 离子 物理 内分泌学 医学 功率(物理) 量子力学 电离
作者
Licheng Miao,Luojia Liu,Kai Zhang,Jun Chen
出处
期刊:Chemsuschem [Wiley]
卷期号:13 (9): 2337-2344 被引量:46
标识
DOI:10.1002/cssc.202000004
摘要

Abstract The n‐type phenazine (PZ) derivatives represent an emerging class of cathode materials in lithium batteries for low‐cost and sustainable energy storage. However, their low redox potential (<2 V) and high solubility hinder their application to battery systems. To explore and solve such problems in lithium batteries, we investigate the redox characteristics of 13 n‐type PZ derivatives and their dissolution behavior in seven organic electrolytes systematically by using DFT calculations. Two decisive factors are observed to tune the redox potentials for these molecules: the first is the electron density around the N active sites and the second is the chelation on lithium by both the active N and the substituent group. Specific approaches that include the reduction of aromatic rings and the introduction of functional groups at β sites in n‐type PZ derivatives can improve the redox potential to approximately 3 V. In addition, we develop a new index denoted as E diff to investigate the solubility of n‐type PZ derivatives. The most effective way to reduce the dissolution of electrodes in solvents is to improve intermolecular attraction between the electrode molecules by introducing π–π stacking and hydrogen bonds. Such all‐around guidelines should promote the application of n‐type PZ‐based organic cathodes with a high redox potential and low electrode solubility for lithium 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
心灵的守望完成签到,获得积分10
1秒前
木木完成签到,获得积分10
1秒前
自觉的问蕊完成签到,获得积分10
1秒前
彭天乐完成签到,获得积分10
1秒前
鱼憨儿完成签到,获得积分10
1秒前
研友_8QxN1Z完成签到,获得积分10
1秒前
欣欣子发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
本站ID完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
科研的熊猫完成签到,获得积分20
3秒前
yh完成签到,获得积分10
3秒前
乱世完成签到,获得积分10
3秒前
迷你的冰巧完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
深情采柳完成签到,获得积分10
5秒前
徐甜发布了新的文献求助10
5秒前
silveryyds发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
77发布了新的文献求助10
5秒前
fafafa发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
安屿完成签到 ,获得积分10
7秒前
欧阳懿发布了新的文献求助10
7秒前
NingSan完成签到,获得积分10
7秒前
忧心的若云完成签到,获得积分10
7秒前
RRR_发布了新的文献求助20
7秒前
MMM发布了新的文献求助10
8秒前
Lucas应助Youngsy采纳,获得10
8秒前
8秒前
可靠的白竹完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
嵩月完成签到,获得积分10
9秒前
mm完成签到,获得积分10
9秒前
科研通AI6.2应助hhhh采纳,获得10
10秒前
迷路的晓旋完成签到,获得积分10
10秒前
Zero完成签到,获得积分10
11秒前
luckly发布了新的文献求助10
11秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
CLSI M07 2024 500
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7247998
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8870877
关于积分的说明 18713994
捐赠科研通 6926913
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3198103
关于科研通互助平台的介绍 2373857
邀请新用户注册赠送积分活动 2172968