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中石油劉征/范壯軍EnSM:強氧化誘導富含醌的多巴胺助力高容量多孔碳有機正極

中石油劉征/范壯軍EnSM:強氧化誘導富含醌的多巴胺助力高容量多孔碳有機正極

有機陰極由于其高理論容量,分子多樣性和可持續性而成為鈉離子電池(SIB)的有希望的候選者。然而,較差的速率性能和較差的循環壽命仍然限制了它們的大規模應用。
近日,中國石油大學劉征(通訊作者)和范壯軍(通訊作者)等人通過超快速異相成核過程制備了緊密粘附在3D多孔碳表面(PC-PDA-APS)上的富含超薄醌的聚多巴胺(PDA)涂層的簡便策略。

中石油劉征/范壯軍EnSM:強氧化誘導富含醌的多巴胺助力高容量多孔碳有機正極

緊密粘附在多孔碳表面(PC-PDA-APS)上的超薄富含醌的聚多巴胺涂層的制造工藝示意圖
用作引發劑的過硫酸銨(APS)不僅可以抑制多巴胺的自成核,還可以促進從雙羥基向雙羰基的轉化,超高轉化率高達81%。

中石油劉征/范壯軍EnSM:強氧化誘導富含醌的多巴胺助力高容量多孔碳有機正極

多巴胺、PC-PDA-O2和PC-PDA-APS水溶液的紫外-可見光譜
受益于連接間3D碳骨架,超薄PDA涂層和超高醌含量的協同作用,PC-PDA-APS表現出顯著高的比容量和出色的倍率性能。

中石油劉征/范壯軍EnSM:強氧化誘導富含醌的多巴胺助力高容量多孔碳有機正極

PC-PDA-O2和PC-PDA-APS電極的電化學性能表征
Strong Oxidation Induced Quinone-rich Dopamine Polymerization onto Porous Carbons as Ultrahigh-Capacity Organic Cathode for Sodium-Ion Batteries(Energy Storage Materials, 2021, DOI:10.1016/j.ensm.2021.08.043)

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