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一种吡嗪基共价有机聚合物的制备及在水系锌离子电池正极中的应用

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共价有机聚合物(COPs)是由有机小分子单体聚合而成,具有通过共价键连接的高度交联网络结构,因此展现出独特的电化学特性.在水系锌离子电池(AZIBs)领域,COPs作为电极材料,参与离子嵌入与脱嵌,因其特有的氧化还原活性位点和稳定的框架结构而备受关注.本文报道了一种新型的含有多种电化学活性位点(如吡嗪基、苯亚胺基和羰基等)的共价有机聚合物TAPT-HAT-COP,并将其用作AZIBs的正极材料.实验结果表明,该共价有机聚合物材料展现了优异的倍率性能.在0.5 A/g的电流密度下,首次放电比容量达到137 mA·h·g-1;在5 A/g的高电流密度下,经过4000次循环后仍能保持45.4％的容量.本文研究结果为有机正极材料的设计提供了新的思路,并可为开发先进的水系锌离子电池新型有机正极材料提供参考.
Preparation of a Pyrazine-based Covalent Organic Polymer and Its Applition in Aqueous Zinc Ion Battery Cathode
Covalent organic polymers(COPs)are polymerized organic small molecule monomers with a highly cross-linked network structure connected by covalent bonds,and thus can exhibit unique electrochemical properties.In the field of aqueous zinc ion batteries(AZIBs),COPs are used as electrode materials involved in ion embedding and de-embedding,and have attracted much attention due to their unique redox active sites and stable framework structures.In this paper,a novel covalent organic polymer,TAPT-HAT-COP,which contains a variety of electro-chemical active sites,such as pyrazine group,phenylimine group,and carbonyl group,was prepared and applied to the anode of AZIBs.Experimental results show that this material exhibited excellent multiplicity performance.At a current density of 0.5 A/g,its first discharge specific capacity reached 137 mA·h g-1,and at a high current density of 5 A/g,the electrode material maintained 45.4％of its capacity after 4000 cycles.This study provides a new idea for the design of organic cathode materials and theoretical guidance for the development of new organic cathode materials for advanced aqueous zinc ion batteries.

Covalent organic polymerAqueous zinc ion batterieCathode material

陈辉、吕双坤、王春芳、吕海明、张玉琦、李然

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延安大学化学与化工学院,延安 716000

松山湖材料实验室,东莞 523808

香港城市大学材料科学及工程系,香港 999077

共价有机聚合物 水系锌离子电池 正极材料

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2024

10.7503/cjcu20240333

高等学校化学学报
中华人民共和国教育部委托 吉林大学和南开大学

高等学校化学学报

CSTPCD北大核心
影响因子：1.067
ISSN：0251-0790
年,卷(期)：2024.45(10)