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一类阴离子自由基液态电极材料研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O634.32[理学—高分子化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中国科学院物理研究所,北京100190, [2]中国科学院大学物理学院,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:51222210,11234013,51421002)资助的课题.
中文摘要:

将碱金属溶于含有芳香化合物的醚类溶剂,碱金属的一个电子转移给芳香化合物形成一个碱金属离子和一个阴离子自由基,同时溶于醚类溶剂得到一类具有高电子电导率和离子电导率的蓝黑色液体.当碱金属为钠、芳香化合物为联苯、醚类溶剂为乙二醇二甲醚时,其电子电导率和离子电导率分别为8.4×10^-3S.cm^-1和3.6×10^-3S.cm^-1,电极电位为0.09 V vs.Na/Na^+,适合作为负极材料,具有原材料低廉、易于制备等优点.我们将该液体作为负极,分别以苯醌和蒽醌(AQ)溶液作为正极构建了一种新型二次电池,结果表明以AQ溶液作为正极的电池具有长循环寿命、低成本的优势.该阴离子自由基液态负极材料的提出为开发新型的储能电池提供了新思路.

英文摘要:

Electrochemical batteries for wind and solar renewable energy storage have attracted world-wide attention,due to their merits of flexibility,modularity and being environmental friendly.Nowadays,new rechargeable battery systems are highly desired for large-scale electrical energy storage.Here in this paper,we report that alkali metal can be dissolved into aromatic compound-ether solvent to obtain a dark blue solution with high conductivity.This solution consists of alkali metal cation and radical anion generated by electron transfer reaction between alkali metal and aromatic compounds.For instance,sodium and biphenyl can be dissolved into 1,2-dimethoxyethane to obtain a dark blue solution which exhibits high electronic conductivity(8.4 × 10^-3 S·cm^-1),high ionic conductivity(3.6 × 10^-3 S·cm^-1),low potential 0.09 V vs.Na/Na^+ and low cost.Using this solution as the anode,we demonstrate a new rechargeable battery with quinone liquid cathode.It is found that the battery with anthraquinone(AQ) liquid cathode displays long cycle ability,low cost properties.This work proposes a new strategy for designing the electrode materials and rechargeable battery systems.Furthermore,this kind of liquid may possess other unique physical properties and might be used in other devices,like thermoelectric battery.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876