研究团队：复旦大学叶明新和沈剑锋课题组，联合南开大学房华毅教授
研究内容：通过简单脱水缩合反应将强吸电子和共轭基团氰基（-CN）引入HATN，合成得到HATN-3CN，并且通过降低LUMO/HOMO能级实现了放电电压和倍率性能的提高。论文通过非原位的XRD、SEM-EDS、XPS、FT-IR、1H NMR、TEM-EDS和电化学测试等方法研究HATN-3CN正极充放电过程的机理，发现HATN-3CN与已报导的亚胺类有机正极一样以C=N为活性位点，而HATN-3CN的氰基没有作为活性官能团直接参与充放电过程。另外，与传统的水系锌离子电池不一样的是，H+和Zn2+共同参与了HATN-3CN的充放电过程。最后，通过DFT计算和实验方法分析-CN引入后HATN-3CN的LUMO能级的降低程度，解释HATN-3CN电压和倍率性能的提高。除此之外，以HATN-3CN6-活性中间体，通过DFT计算得到-CN的引入对放电过程中的活性中间体的HOMO能级以及电荷分布情况的影响，利用活性中间体的稳定性对反应动力学的影响解释-CN的引入如何提高HATN-3CN倍率性能。
文献信息：High-Rate Aqueous Zinc-Organic Battery Achieved by Lowering HOMO/LUMO of Organic Cathode. (Energy Storage Mater., 2021, DOI:10.1016/j.ensm.2021.02.022) [原文链接]
