有机钠离子电池

锂离子电池已经广泛应用于人们的日常生活中，例如手机、笔记本电脑、电动车等等。然而，由于地壳中锂元素含量稀少，传统的锂离子电池并不能满足人们日益高涨的生活需求。近年来，钠离子电池越来越受到科学家们的广泛关注，由于地壳中钠元素储量丰富，钠资源价格低廉，并且钠离子具有与锂离子相似的物理和化学性质，寻找合适的电极材料是钠离子电池领域的主要工作之一。

有机电极材料具有价格低廉、储量丰富、可再生、可持续等优势，因而日益受到科学家们的关注。近日，美国马里兰大学王春生教授团队的骆超博士（文章的第一作者）发现并制备了一类新型的基于偶氮基团的有机负极材料，并将其应用于钠离子电池中。与传统的无机材料相比，该偶氮化合物中不含有任何过渡金属元素，并且可以通过简单地修饰功能基团来实现调节电化学性能的目的。

骆超博士制备的含有羧基的偶氮化合物在钠离子电池中表现出优异的电化学性能。在小电流密度（0.2 C）的条件下，该偶氮化合物在钠离子电池中的可逆容量为170 mAh/g。当电流密度增加100倍时（20 C），该化合物还能保持58%的可逆容量，而且在大电流密度的条件下，该化合物能实现高达2000次的稳定电化学循环。这样优异的电化学性能已经超越了大多数无机负极材料。此外，该工作还首次研究了偶氮化合物在钠离子电池中的反应机理，提出了偶氮基团与钠离子反应时，氮-氮双键向氮-氮单键的可逆转化。该工作为今后有机电极材料的研究开拓了新的方向。

这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的第一作者是马里兰大学的博士骆超。

该论文作者为：Chao Luo, Gui-Liang Xu, Xiao Ji, Singyuk Hou, Long Chen, Fei Wang, Jianjun Jiang, Zonghai Chen, Yang Ren, Khalil Amine, Chunsheng Wang

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Reversible Redox Chemistry of Azo Compounds for Sodium‐Ion Batteries

Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 2879, DOI: 10.1002/anie.201713417

导师介绍

王春生

http://www.x-mol.com/university/faculty/49604