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一項(xiàng)研究或成就新型柔性智能變色電池

2019-05-15 09:43

記者14日從西安交通大學(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(yīng)用到有機(jī)自由基鋰離子電池中，其研究成果以論文形式近日在德國(guó)《應(yīng)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(jī)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)，并伴隨著明顯的顏色變化。其獨(dú)特的氧化還原特性使其在儲(chǔ)能材料領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，例如無(wú)機(jī)／有機(jī)鋰／鈉／鎂離子電池，水系有機(jī)液流電池，有機(jī)自由基電池以及鋰－氧電池等。

有機(jī)自由基電池作為一類(lèi)新興的儲(chǔ)能器件，具有不含稀有金屬、氧化還原性質(zhì)可調(diào)、在分子層面上可柔性設(shè)計(jì)等優(yōu)勢(shì)，但這類(lèi)電池還存在氧化還原態(tài)少、容量低、穩(wěn)定性差等缺陷，極大地限制了其應(yīng)用。

西安交大何剛教授團(tuán)隊(duì)相關(guān)機(jī)理研究表明，隨著碲原子的引入極大提高了電極材料的電導(dǎo)率以及增加了鋰化位點(diǎn)。在此基礎(chǔ)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(yīng)用相結(jié)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(jī)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(yīng)用于有機(jī)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(jié)合，發(fā)展新型的有機(jī)變色電池。

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