硝基修饰有机多孔聚合物正极

空气自充锌电

一种含硝基的有机多孔聚合物正极，通过提高工作电位显著增强水系锌电池的能量密度，并实现优异的空气自充电性能。

陈晓娟 · Su L. · Luhua, Wang · Ke, Zhou · Hong, Yang · 杨宝珠 · Liu, Hongjiang · 刘琦

Chemical Engineering Journal 2025

具体参数

能量密度

{'zh': '123', 'en': '123'} Wh kg⁻¹

体积能量密度

{'zh': '15.5', 'en': '15.5'} mWh cm⁻³

高倍率容量

{'zh': '159', 'en': '159'} mAh g⁻¹

空气自充电循环稳定性

{'zh': '20', 'en': '20'}

技术优势

能量密度高

硝基作为吸电子基团提高放电电位，使电池在硬币型和柔性构型下均达到123 Wh kg⁻¹。

空气自充电稳定

放电态电极与氧气自发氧化还原反应，实现超过20次循环的空气自充电稳定性。

高倍率性能

在10 A g⁻¹的大电流下仍能提供159 mAh g⁻¹的容量，适合快速充放电场景。

柔性兼容

材料可用于柔性电池，体积能量密度达15.5 mWh cm⁻³，适用于可穿戴设备。

应用场景

• 水系锌电池：采用该正极可提升水系锌电池能量密度并实现空气自充电。
• 自供电系统：电池能从空气中自充电，无需外部电源即可维持运行。
• 柔性电池：柔性构型下仍保持高能量密度和自充电能力，适合可穿戴设备。
• 锌离子电池：正极材料支持Zn²⁺和H⁺共嵌入，实现高容量锌离子存储。