High-rate aqueous zinc-organic battery achieved by lowering HOMO/LUMO of organic cathode

材料科学 轨道能级差 阴极 密度泛函理论 电化学 有机自由基电池 席夫碱 电池(电) 化学工程 分子轨道 分子 电极 化学物理 物理化学 计算化学 有机化学 化学 高分子化学 热力学 物理 冶金 工程类 功率(物理)
作者
Zhuolin Ye,Si‐Jun Xie,Ziyi Cao,Lipeng Wang,Dongxiao Xu,Hong Zhang,John Matz,Pei Dong,Huayi Fang,Jianfeng Shen,Mingxin Ye
出处
期刊:Energy Storage Materials [Elsevier BV]
卷期号:37: 378-386 被引量:370
标识
DOI:10.1016/j.ensm.2021.02.022
摘要

Despite the development of quinone as the potential cathode material for Zn-organic batteries, there are undesired behaviors for the rate and cycling performances. To achieve high-performance Zn-organic batteries, intentional organic molecular design and a deep understanding of the mechanism of Zn-organic batteries are highly essential. Herein, strong electron-withdrawing and conjugating groups (-CN) were introduced to lower the highest occupied molecular orbital (HOMO)/lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energy on an aromatic Schiff base (Hexaazatrinnphthalene, denoted as HATN). With such a decoration, HATN-3CN exhibits an outstanding rate capacity with retention of 60.7% of the initial capacity at 400 times the initial current density and long cycle life of over 5800 cycles. Besides, the charge storage mechanism was systematically investigated through experiments and density functional theory calculation, showing that CN moieties are the active site for the storage of H+/Zn2+. This strategy and insight provided by molecular orbital theory and kinetics-controlled process offer a feasible pathway of molecular-level design for constructing high-performance Zn-organic 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
科研通AI2S应助XFF采纳,获得10
刚刚
wangwang完成签到,获得积分10
1秒前
松林发布了新的文献求助10
2秒前
完美世界应助农宝唯一牛采纳,获得10
3秒前
栗子应助Zy189采纳,获得10
3秒前
jin完成签到 ,获得积分10
3秒前
wangwang发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
对抗路大师应助XFF采纳,获得10
7秒前
所念皆星河完成签到,获得积分10
8秒前
远航完成签到,获得积分10
10秒前
szt完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
xiaolizi发布了新的文献求助30
12秒前
瘦瘦稀完成签到,获得积分10
12秒前
Owen应助跳跃早晨采纳,获得10
14秒前
青青完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
15秒前
Zxh发布了新的文献求助10
16秒前
lansechuanglian完成签到 ,获得积分10
16秒前
20秒前
22秒前
23秒前
25秒前
Asteroid发布了新的文献求助10
25秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
26秒前
田様应助科研通管家采纳,获得50
26秒前
张欢馨应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
高分求助中
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 500
Fundamentals of Modern Mathematics: A Practical Review (Dover Books on Mathematics) 500
Cold War Transcended: Australia's China Policy, 1949-1990 470
Non-Sequential Optical Design using Zemax OpticStudio®: Design Process and Practical Examples 400
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6603946
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8372136
关于积分的说明 17917268
捐赠科研通 5761918
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2955699
邀请新用户注册赠送积分活动 1930699
关于科研通互助平台的介绍 1827907