從西安交通大學(xué)獲悉,該校前沿科學(xué)技術(shù)研究院何剛教授課題組成功制備了含硫族元素紫羅精聚合物,并將其作為電極材料應用到有機自由基鋰離子電池中,其研究成果以論文形式近日在德國《應用化學(xué)》上發(fā)表。
紫羅精類(lèi)化合物是一種具有優(yōu)異氧化還原特性的陽(yáng)離子型有機分子。在施加電壓或光照條件下,可經(jīng)歷兩步可逆的單電子氧化還原生成自由基正離子狀態(tài)和中性分子狀態(tài),并伴隨著(zhù)明顯的顏色變化。其獨特的氧化還原特性使其在儲能材料領(lǐng)域被廣泛應用,例如無(wú)機/有機鋰/鈉/鎂離子電池,水系有機液流電池,有機自由基電池以及鋰-氧電池等。
有機自由基電池作為一類(lèi)新興的儲能器件,具有不含稀有金屬、氧化還原性質(zhì)可調、在分子層面上可柔性設計等優(yōu)勢,但這類(lèi)電池還存在氧化還原態(tài)少、容量低、穩定性差等缺陷,極大地限制了其應用。
西安交大何剛教授團隊相關(guān)機理研究表明,隨著(zhù)碲原子的引入極大提高了電極材料的電導率以及增加了鋰化位點(diǎn)。在此基礎之上,他們將含碲元素紫羅精聚合物的電致變色性質(zhì)與電池應用相結合,制備了一種新型的柔性變色電池,在電池的充放電過(guò)程中,伴隨著(zhù)明顯的顏色變化。
這一研究工作不僅發(fā)展了一類(lèi)新型的有機自由基電池,還為變色電池領(lǐng)域的研究提供了新的思路,可將含硫族元素紫羅精化合物應用于有機自由基鋰離子電池,不僅能大大提高自由基電池的性能,還可以將這類(lèi)分子的變色性質(zhì)與電池性能相結合,發(fā)展新型的有機變色電池。