通过引入天然氨基酸基团来设计高容量、长寿命钠离子电池用有机分子电极（英文）

作者：张世从; 赵晓琳; 李涛; 刘建军^*; 黄富强^*; 林天全^*

来源：Science China-Materials, 2023, 66(10): 3817-3826.

• organic electrode
• amino acid groups
• sodium-ion battery

有机电极具有结构可设计性强、容量大、可容纳大离子等优点.然而,在钠离子电池中,有机电极材料的容量仍然很低,且其在有机电解质中的高溶解度导致其寿命较短.如何通过化合物设计来提高其性能一直是研究人员关注的问题.本研究通过简单方法将氨基酸接枝到有机化合物上,提高了其容量和循环稳定性.首先,氨基酸之间的氢键使其形成更稳定的层状结构;氨基酸基团在有机电极材料和羧甲基纤维素粘合剂之间形成分子间相互作用,降低界面阻力,显著提高循环稳定性,使得钠离子电池循环次数超过2000次.其次,实验和计算结果表明,氨基酸基团提供了Na+转运途径和额外的可逆存储位点,从而提高了比容量(～300 mA h g-1).本策略可以启发未来钠离子电池的有机分子设计.

• 单位
  稀土材料化学及应用国家重点实验室; 北京大学; 上海交通大学