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一项研究或成就新型柔性智能变色电池

记者14日从西安交通大学获悉,该校前沿科学技术研究院何刚教授课题组成功制备了含硫族元素紫罗精聚合物,并将其作为电极材料应用到有机自由基锂离子电池中,其研究成果以论文形式近日在德国《应用化学》上发表。

紫罗精类化合物是一种具有优异氧化还原特性的阳离子型有机分子。在施加电压或光照条件下,可经历两步可逆的单电子氧化还原生成自由基正离子状态和中性分子状态,并伴随着明显的颜色变化。其独特的氧化还原特性使其在储能材料领域被广泛应用,例如无机/有机锂/钠/镁离子电池,水系有机液流电池,有机自由基电池以及锂-氧电池等。

有机自由基电池作为一类新兴的储能器件,具有不含稀有金属、氧化还原性质可调、在分子层面上可柔性设计等优势,但这类电池还存在氧化还原态少、容量低、稳定性差等缺陷,极大地限制了其应用。

西安交大何刚教授团队相关机理研究表明,随着碲原子的引入极大提高了电极材料的电导率以及增加了锂化位点。在此基础之上,他们将含碲元素紫罗精聚合物的电致变色性质与电池应用相结合,制备了一种新型的柔性变色电池,在电池的充放电过程中,伴随着明显的颜色变化。

这一研究工作不仅发展了一类新型的有机自由基电池,还为变色电池领域的研究提供了新的思路,可将含硫族元素紫罗精化合物应用于有机自由基锂离子电池,不仅能大大提高自由基电池的性能,还可以将这类分子的变色性质与电池性能相结合,发展新型的有机变色电池。

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