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

Xiu, Yanlei ; Mauri, Anna ; Dinda, Sirshendu ; Pramudya, Yohanes ; Ding, Ziming ; Diemant, Thomas ; Sarkar, Abhishek ; Wang, Liping ; Li, Zhenyou ; Wenzel, Wolfgang ; Fichtner, Maximilian ; Zhao‐Karger, Zhirong (2023)
Anionen‐Einlagerungschemie organischer Kathoden für zweiwertige Metallbatterien mit hoher Energie und hoher Leistungsdichte.
In: Angewandte Chemie, 2023, 135 (2)
doi: 10.26083/tuprints-00023728
Article, Secondary publication, Publisher's Version

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Item Type:

Article

Type of entry:

Secondary publication

Title:

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

Language:

English

Date:

28 April 2023

Place of Publication:

Darmstadt

Year of primary publication:

2023

Publisher:

Wiley-VCH

Journal or Publication Title:

Angewandte Chemie

Volume of the journal:

135

Issue Number:

Collation:

9 Seiten

DOI:

10.26083/tuprints-00023728

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Origin:

Secondary publication DeepGreen

Abstract:

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.

Alternative Abstract:

Alternative Abstract

Language

A polytriphenylamine (PTPAn) composite cathode is employed for high‐voltage (∼3 V) rechargeable Mg and Ca batteries based on the tetrakis(hexafluoroisopropyloxy) borate [B(hfip)4] anion storage chemistry. Mechanistic studies elucidate the unique redox reactivity of the amine moieties in the active cathode material. These divalent metal batteries exhibit both high energy and high power‐density and long cycle‐life.

English

Uncontrolled Keywords:

Anionenspeicherchemie, Divalente Metallbatterie, Organische Kathode

Status:

Publisher's Version

URN:

urn:nbn:de:tuda-tuprints-237281

Classification DDC:

500 Science and mathematics > 540 Chemistry
600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering and machine engineering
600 Technology, medicine, applied sciences > 660 Chemical engineering

Divisions:

11 Department of Materials and Earth Sciences > Material Science > In-situ electron microscopy

Date Deposited: