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一項研究或成就新型柔性智能變色電池

2019-05-15 09:43

記者14日從西安交通大學獲悉，該校前沿科學技術(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用到有機自由基鋰離子電池中，其研究成果以論文形式近日在德國《應用化學》上發(fā)表。

紫羅精類化合物是一種具有優(yōu)異氧化還原特性的陽離子型有機分子。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。其獨特的氧化還原特性使其在儲能材料領(lǐng)域被廣泛應用，例如無機／有機鋰／鈉／鎂離子電池，水系有機液流電池，有機自由基電池以及鋰－氧電池等。

有機自由基電池作為一類新興的儲能器件，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)計等優(yōu)勢，但這類電池還存在氧化還原態(tài)少、容量低、穩(wěn)定性差等缺陷，極大地限制了其應用。

西安交大何剛教授團隊相關(guān)機理研究表明，隨著碲原子的引入極大提高了電極材料的電導率以及增加了鋰化位點。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)展了一類新型的有機自由基電池，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用于有機自由基鋰離子電池，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)展新型的有機變色電池。