含有二氢吩嗪和蒽醌的双极型分子的合成及其电化学性能研究

doi:10.6023/cjoc202407011

有机化学

研究论文

含有二氢吩嗪和蒽醌的双极型分子的合成及其电化学性能研究

李建法^a,b, 段安^a, 黄晓宇^a,b,*, 李永军^a,*

^a中国科学院上海有机化学研究所上海 200032;
^b上海科技大学物质科学与技术学院上海 201210

收稿日期:2024-07-04 修回日期:2024-07-12
基金资助:
国家自然科学基金(52273086, U22A20131)和上海市国际合作项目(22520711700)资助项目.

Synthesis and Electrochemical Study of Bipolar Molecules Containing Dihydrophenazine and Anthraquinone Moieties

Jianfa Li^a,b, An Duan^a, Xiaoyu Huang^a,b,*, Yongjun Li^a,*

^aShanghai Institute of Organic Chemistry, CAS, Shanghai, 200032;
^bSchool of Physical Science & Technology, ShanghaiTech University, Shanghai 201210

Received:2024-07-04 Revised:2024-07-12
Contact: *E-mail: liyongjun78@sioc.ac.cn, xyhuang@mail.sioc.ac.cn
Supported by:
National Natural Science Foundation of China (52273086, U22A20131) and Shanghai Scientific and Technological Innovation Project (22520711700).

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摘要/Abstract

通过分子设计合成具有高比容量的电化学活性有机分子是有机电极材料的研究热点之一. 本文利用Buchwald-Hartwig偶联反应合成了同时具有p型二氢吩嗪和n型蒽醌的双极型分子(BPZ‒AQ和2BPZ‒AQ), 其理论比容量分别为230和223 mAh g^-1. 利用吸收光谱和循环伏安法证明了BPZ‒AQ和2BPZ‒AQ的双极型特性, 其中二氢吩嗪和蒽醌保持各自的电化学活性. 以2BPZ‒AQ为正极材料的锂电池的首次放电比容量高达到210 mAh g^-1 (1 C), 为其理论比容量的94%, 200次循环后容量保持60%, 并且具有优异的倍率性能.

关键词: 双极型分子, 蒽醌, 二氢吩嗪, 有机正极材料

Design and synthesis of electrochemical active molecules with high specific capacity attracted much research attention in the field of organic electrode materials for rechargeable betteries. Here, two bipolar molecules (BPZ‒AQ and 2BPZ‒AQ) which were composed of p-type dihydrophenazine and n-type anthraquinone moieties were synthesized via Buchwald-Hartwig coupling reaction. BPZ‒AQ and 2BPZ‒AQ could deliver high specific capacity of 230 and 223 mAh g^-1, respectively. Their bipolar-type property was investigated by absorption spectrum and cyclic voltammetry characterization, confirming the electrochemical activity of dihydrophenazine and anthraquinone moieties in the bipolar molecules. 2BPZ‒AQ can present a high initial capacity of 210 mAh g^-1 at 1 C corresponding to 94% of its theoretical capacity, good capacity retention (60%) after 200 cycles, and excellent rate performance.

Key words: bipolar organics, anthraquinone, dihydrophenazine, organic cathode materials

引用此文

李建法, 段安, 黄晓宇, 李永军. 含有二氢吩嗪和蒽醌的双极型分子的合成及其电化学性能研究[J]. 有机化学, doi: 10.6023/cjoc202407011.

Jianfa Li, An Duan, Xiaoyu Huang, Yongjun Li. Synthesis and Electrochemical Study of Bipolar Molecules Containing Dihydrophenazine and Anthraquinone Moieties[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, doi: 10.6023/cjoc202407011.

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