近日，湘潭大学化学学院硕士研究生伍星的研究成果《兼顾高能量密度和长循环稳定的噻吩基功能化的新型卟啉正极》（Thiophene functionalized porphyrin complexes as novel bipolar organic cathodes with high energy density and long cycle life），发表于国际顶级期刊《能源储能材料》（Energy Storage Materials）（IF：17.78）。伍星为第一作者，化学学院高平教授、福州大学杨程凯副教授和刘哲源博士为论文的共同通讯作者。
有机材料因其环境友好、低碳足迹、合成环境温和、分子可设计性强等优点而受到广泛关注。然而，有机电极材料本征电导率低、比容量低、溶解度高，限制其大规模的应用。通过分子设计手段如何提高有机电池综合性能仍然是目前研究的重点和挑战，特别是兼顾高放电比容量、长循环寿命和大功率性能的有机正极材料。
(a)分子结构，(b)充放电曲线，(c)循环性能
该论文通过分子设计手段，提出了一种噻吩和乙炔基双功能化卟啉配合物的有机分子作为高稳定的新型正极材料。结合理论计算和实验结果，证明了CuDETP的氮原子和噻吩基硫原子在充电状态下是共同锚定PF6-阴离子，而Li+阳离子在放电状态下主要与卟啉框架的氮原子键合。充放电过程导致CuDETP结构的无定形化以及赝电容贡献行为保证了卟啉电极的高功率密度发挥。通过分子结构的双功能化的设计方法将为开发具有高能量密度、高功率密度和长循环寿命的有机材料提供新的思路。
伍星的该项研究成果是在我校化学学院高平教授与福州大学杨程凯副教授指导下共同完成。高平教授从事新能源材料与器件以及新型二次电池体系研究，主持和参与了包括国家自然科学基金、欧盟等多个项目的研究。
来源：湘潭大学
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.01.020
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