有机电极材料过渡态的研究进展_第1页
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文档简介

1创新点将有机电极材料在充放电过程中产生的自由基中间体进行了系统分类，并阐明了有机电极材料结构、自由基中间体稳定性和电化学性能之间的关系。2选题依据有机电极材料具有理论比容量高、结构可设计性强、环境友好等优点，被广泛用于二次电池的研究。在充放电过程中，有机电极材料会产生具有不成对电子的自由基中间体；而作为连接初始态、全充电/放电态的重要部分，自由基中间体的稳定性对电极材料电化学性能的影响甚大。因此，对当前有机电极材料过渡态的调控策略进行合理总结归纳，可为下一代高性能有机电极材料的开发提供重要指导。

3研究方案或路线4研究内容与数据4.1

自由基中间体种类4.1.1

C-O·自由基中间体

图1

（A）蒽醌充放电机理示意图；（B）蒽醌在4mol·L-1电解液中的循环伏安曲线4.1.2

C-N·自由基中间体图2

（A）光黄素充放电机理示意图；（B）光黄素储能过程的原子模型4.1.3其他自由基中间体图3

（A）EVI2和EV(ClO4)2的CV曲线；（B）EVI2和EV(ClO4)2的氧化还原机理4.2自由基中间体的调控4.2.1通过材料厚度调控图4

（A）自由基中间体的氧化还原和失活机理；（B）COF和（C）TSAQ在100mA·g-1时，经30个循环前后放电至0.30V的EPR对比光谱；（D）电解液中4~12nm厚样品经不同时间后的EPR光谱；（E）电极材料放电至0.05V时的23NaNMR光谱4.2.2通过碳链长度调控图5

（A）CRPs和P3BT的结构图；（B）CRPs和P3BT在0.5mV·s-1下的循环伏安曲线；（C）CRPs循环伏安测试中扫速的平方根和峰值电流的关系图6

聚合物在不同电流下的充放电过程（A）CPR-4；（b）CPR-6；（C）CPR-8；（D）P3BT5主要结论1）有机电极材料中自由基中间体主要分为三大类：C-O·自由基中间体，C-N·自由基中间体及其他自由基中间体（如C=C、C≡N、N=N、N=O等在氧化还原反应过程产生的自由基中间体）。2）通过控制材料厚度，可调控自由基中间体的稳定性，进而提升材料的循环稳定性及倍率性能

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