Anionen‐Einlagerungschemie organischer Kathoden für zweiwertige Metallbatterien mit hoher Energie und hoher Leistungsdichte

Autor: Yanlei Xiu, Anna Mauri, Sirshendu Dinda, Yohanes Pramudya, Ziming Ding, Thomas Diemant, Abhishek Sarkar, Liping Wang, Zhenyou Li, Wolfgang Wenzel, Maximilian Fichtner, Zhirong Zhao‐Karger
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2023
Předmět:
Popis: Multivalente Batterien sind sehr vielversprechend für nachhaltige Energiespeicheranwendungen der nächsten Generation. Hier berichten wir über eine Polytriphenylamin (PTPAn)‐Verbundkathode, die in der Lage ist, Tetrakis(hexafluorisopropyloxy)borat [B(hfip)₄]⁻ Anionen in sowohl Magnesium‐ (Mg) als auch Calcium‐ (Ca) Batteriesystemen hochreversibel zu speichern. Spektroskopische und Computerstudien zeigen den Redoxreaktionsmechanismus des PTPAn‐Kathodenmaterials. Die Mg‐ und Ca‐Zellen weisen eine Zellspannung von ∼3 V, eine hohe Leistungsdichte von ∼3000 W kg⁻¹ bzw. eine hohe Energiedichte von ∼300 Wh kg⁻¹ auf. Darüber hinaus könnte die Kombination der PTPAn‐Kathode mit einer Anode aus einer Calcium‐Zinn‐Legierung (Ca−Sn) eine lange Batterielebensdauer von 3000 Zyklen bei einer Kapazitätserhaltung von 60 % ermöglichen. Die Anionenspeicherchemie in Verbindung mit dem elektrochemischen Doppelionenkonzept demonstriert einen neuen gangbaren Weg zu Hochleistungsbatterien mit zweiwertigen Ionen.
Databáze: OpenAIRE