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]
卷期号:37: 378-386 被引量:346
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
量子星尘发布了新的文献求助30
刚刚
twoxsu发布了新的文献求助10
1秒前
juaner完成签到,获得积分10
1秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得30
1秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得30
2秒前
2秒前
2秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
jzyy发布了新的文献求助10
4秒前
万能图书馆应助CR7采纳,获得10
6秒前
7秒前
黑胡椒发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
ddddd关注了科研通微信公众号
10秒前
11秒前
qr发布了新的文献求助10
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
思源应助热情孤丹采纳,获得10
14秒前
cc发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
18秒前
武状元发布了新的文献求助30
19秒前
白白白完成签到 ,获得积分10
19秒前
独特的鹅完成签到,获得积分10
19秒前
高分求助中
(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
Encyclopedia of Quaternary Science Reference Third edition 6000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 2000
Electron Energy Loss Spectroscopy 1500
Processing of reusable surgical textiles for use in health care facilities 500
Population genetics 2nd edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5806256
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5855337
关于积分的说明 15518368
捐赠科研通 4931375
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2655125
邀请新用户注册赠送积分活动 1601831
关于科研通互助平台的介绍 1556859