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全有機(jī)鋰離子電池（AOLB）是一種新型儲(chǔ)能裝置，具有可持續(xù)性、通用性和潛在的低成本。目前AOLBs的發(fā)展仍然很大程度上受到含鋰有機(jī)正極的限制，它應(yīng)該是空氣穩(wěn)定和高性能的。

蘇州科技大學(xué)郭春顯、鄧雯雯等報(bào)道了一種用于AOLB的新型空氣穩(wěn)定含鋰有機(jī)正極材料-四氰基醌二甲基鋰(LiTCNQ)。

圖1 理論計(jì)算

作者首先通過(guò)理論計(jì)算分析了LiTCNQ的空氣穩(wěn)定性，結(jié)果顯示，LiTCNQ的前線分子軌道與O₂分子不匹配，能量差大于6 eV，因此具有出色的空氣穩(wěn)定性。然后制備了基于LiTCNQ的金屬鋰半電池，并探索了其氧化還原電位和循環(huán)性能，研究顯示，基于LiTCNQ的半電池具有出色的性能，平均氧化還原電位為3.2 V vs. Li⁺/Li，在20 mA g^-1的電流密度下容量為127 mAh g^-1，經(jīng)過(guò)100次循環(huán)后容量保持率為85%，優(yōu)于大多數(shù)基于小分子的有機(jī)正極材料。

圖2 半電池性能

此外作者通過(guò)非原位IR、電子自旋共振（ESR）和原位XRD證明了TCNQ的C≡N基團(tuán)LiTCN的-C=基團(tuán)之間的高可逆轉(zhuǎn)變。

另外，陽(yáng)離子型搖椅式全電池 Li2TPh||LiTCNQ 在20 mA g^-1的電流密度下可提供150 mAh g^-1的高容量，能量密度高達(dá)270 Wh kg^-1（基于活性材料的重量）, 50次循環(huán)后容量保持率為70%。LiTCNQ的空氣穩(wěn)定性以及易于制造性和高性能使其成為AOLB有前景的有機(jī)正極材料。

圖3 全電池性能

A Li-contained Air-Stable Cathode for High-Performance All-Organic Lithium-ion Batteries. Energy Storage Materials 2022. DOI: 10.1016/j.ensm.2022.01.039

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郭春顯/鄧雯雯EnSM：空氣穩(wěn)定的高性能含鋰有機(jī)正極！

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